摘要：在皮肤衰老这一复杂的生物学现象中，“熵增”原理以其深刻的物理内涵，为揭示皮肤细胞老化与再生的微观机制提供了独特的视角。熵，作为衡量系统微观状态无序程度的物理量，在生物体内则与细胞的代谢状态、遗传稳定性及环境适应性紧密相连。

在皮肤衰老这一复杂的生物学现象中，“熵增”原理以其深刻的物理内涵，为揭示皮肤细胞老化与再生的微观机制提供了独特的视角。熵，作为衡量系统微观状态无序程度的物理量，在生物体内则与细胞的代谢状态、遗传稳定性及环境适应性紧密相连。

新的生命体是多么的鲜活健康，其熵值为最低。但是从幼儿到青年、从中年到老年，我们生命体也在发展变化，每天都承受着各种压力负担，随着时间的推移，机体内各器官运行越来越无序，于是出现各种症状。到临终时，身体各脏腑运行已经是混乱不堪了，我们的生命也就终结了。

细胞衰老是指功能失调的细胞进入一种持久的细胞周期停滞状态，并获得具有生物活性的衰老相关分泌表型（SASP）。随着衰老和与年龄相关的疾病的出现，衰老细胞不断累积。皮肤作为人体与外界环境交互的重要界面，其细胞的衰老与更新不仅受到内在遗传因素的调控，还深受外界环境压力、紫外线辐射、化学物质暴露等多种因素的影响。在皮肤衰老的过程中，细胞内的熵增现象尤为显著。这主要体现在DNA损伤的累积、蛋白质错误折叠与聚集、线粒体功能衰退以及代谢废物的堆积等方面。这些衰老标志物的增加，不仅直接削弱了细胞的功能活性，还通过触发炎症反应、氧化应激等机制，进一步加剧了皮肤的老化进程。而缓解“熵增”策略在皮肤抗衰老中的应用，则旨在通过一系列精细的分子机制，恢复细胞内的有序状态，促进衰老细胞的有序清除与更新。

这一过程涉及多个层面的调控。在遗传层面，通过激活DNA修复机制、维护端粒稳定、调控基因表达等方式，减少遗传信息的错误与损失；在细胞器层面，优化线粒体功能、增强抗氧化防御系统、促进蛋白质正确折叠与降解，以维持细胞内的能量供应与代谢平衡；在组织层面，则通过激活干细胞与祖细胞的增殖分化、促进细胞间通讯与协作，实现皮肤细胞群落的动态平衡与年轻化重构。

一项22年发表在《Nature》上题为《Senescence atlas reveals an aged-like inflamed niche that blunts muscle regeneration》的研究揭示了衰老细胞在骨骼肌再生过程中的复杂作用机制。这项研究通过结合单细胞转录组学和衰老细胞富集分选技术，深入探讨了衰老细胞如何影响肌肉再生，并为开发针对衰老相关疾病的新型治疗策略提供了重要理论依据。

骨骼肌再生是一个高度协调的过程，涉及多种细胞类型的相互作用。然而，随着年龄的增长，这一过程逐渐受损，导致肌肉修复能力下降。研究团队发现，衰老细胞是这一过程中的关键障碍。衰老细胞不仅在数量上增加，还通过分泌衰老相关分泌表型或SASP来抑制肌肉干细胞的增殖和分化，从而阻碍肌肉再生。

研究者们首先开发了一种新的衰老细胞分选协议，成功从年轻和老年小鼠的损伤肌肉中分离并鉴定了不同类型的衰老细胞。通过单细胞转录组学分析，他们发现衰老细胞表现出两种普遍的衰老标志：炎症和纤维化。这些特征在细胞类型、再生时间和年龄之间保持保守，表明衰老细胞在体内的作用具有普遍性。

进一步的研究揭示了衰老细胞的诱导机制。损伤和衰老都会通过诱导氧化应激和DNA损伤来促使细胞进入衰老状态。在损伤后早期，衰老细胞表现出更高的活性氧（ROS）水平和DNA损伤焦点。抑制ROS可以减少衰老细胞的产生，从而改善肌肉再生。这表明氧化应激在衰老细胞诱导和肌肉再生失败中扮演重要角色。

氧化应激和 DNA 损伤导致衰老的组织损伤和衰老的主要生态位细胞

除了了解衰老细胞的诱导机制外，研究团队还深入探讨了SASP的组成及其调控机制。他们发现，衰老细胞分泌的SASP因子包括趋化因子、细胞因子和基质金属蛋白酶等，这些因子共同作用于周围细胞，抑制肌肉再生。通过中和CD36——一种与脂质代谢和炎症功能相关的清道夫受体——可以减少衰老细胞分泌的炎症因子，从而改善肌肉再生。这表明CD36是一个潜在的治疗靶点，可以通过调节SASP来减缓衰老和衰老相关疾病的影响。

中和CD36可改善肌肉再生

研究还发现衰老细胞与肌肉干细胞之间存在复杂的相互作用。衰老细胞通过分泌SASP因子与肌肉干细胞相互作用，抑制其增殖和分化。这种相互作用形成了一个负反馈循环，进一步加剧了肌肉再生的失败。移植实验表明，无论是来自组织驻留细胞还是血液细胞的衰老细胞，都会损害肌肉再生。这强调了衰老细胞在再生微环境中的普遍负面作用。

衰老细胞通过促炎和促纤维化因子分泌在年轻的再生生态位中创造类似衰老的微环境

这项研究的发现不仅增进了我们对衰老和再生过程的理解，还为未来的临床应用提供了理论基础和实验支持。通过开发针对衰老细胞及其SASP的新型治疗策略，有望减缓衰老进程、改善肌肉修复能力，并为治疗衰老相关疾病提供新的思路和方法。

近年来，随着分子生物学、遗传学、生物信息学等学科的快速发展，科学家们已经能够更深入地理解缓解“熵增”在皮肤抗衰老中的具体机制，并开发出了一系列基于这一原理的抗衰老策略。例如，通过靶向药物干预细胞自噬途径、利用基因编辑技术修复DNA损伤、应用生物活性肽激活干细胞活性等，都为实现皮肤细胞的“熵增”缓解与年轻化提供了可能。

“熵增”原理不仅是物理学中的一个基本概念，更是皮肤抗衰老科学研究中的一把锐利武器。它为我们深入理解皮肤衰老的本质、开发高效且安全的抗衰老产品与技术提供了全新的思路与方向。随着研究的不断深入与技术的不断进步，缓解“熵增”策略有望成为未来皮肤抗衰老领域的重要突破点。

来源：干细胞者说