研究中心 · 干细胞

激素如何决定干细胞的数量与命运

年轻时磕破皮几天就好，上了年纪一个小伤口能拖两周。变慢的不是伤口，是负责修补的那批细胞。而指挥它们的，是一套在中年就开始改变的激素信号——只是它的正确答案，和大多数人以为的相反。

身体每天都在换零件。皮肤大约一个月换一轮，肠道上皮几天就换一次，血液里的红细胞活约 120 天，中性粒细胞只有几小时到几天。撑起这场永不停止的替换工程的，是各组织里数量极少的干细胞——它们分裂时既补出新的功能细胞，也留下一份自己的备份。

衰老在很大程度上，就是这套替换系统跟不上损耗的过程。而近十几年干细胞研究里最重要的一个转向是：问题往往不出在干细胞自己身上，而出在它周围的环境。

第一部分干细胞不是孤零零地待着

干细胞住在一个叫微环境（niche，生态位）的小窝里。以骨髓为例，造血干细胞紧贴着血管内皮细胞、间充质基质细胞、成骨细胞和神经末梢，靠这些邻居持续分泌的信号，决定自己是继续休眠、开始分裂，还是分化成某一种血细胞。

把干细胞比作种子，那么 niche 就是土壤。种子的活力当然重要，但一块贫瘠的地，再好的种子也长不出东西。近年的研究越来越指向后者。

第二部分数量：IGF-1 的下降，拉开了衰老的序幕

2021 年发表在《细胞·干细胞》（Cell Stem Cell）的一项研究，把这件事说得相当具体。研究者对不同年龄的小鼠做横断面分析，发现造血干细胞的衰老特征在中年就已经开始累积，而不是等到老年才出现。

更关键的是，他们用无偏筛选找到了触发因素：中年骨髓局部微环境中的 IGF-1（类胰岛素生长因子-1）水平下降。这个 IGF-1 主要由骨髓里的间充质基质细胞分泌。当研究者用基因手段把基质细胞的 IGF-1 敲掉，造血干细胞的衰老就被提前诱导出来；反过来，直接用 IGF-1 刺激中年小鼠的造血干细胞，衰老的分子特征和功能缺陷被部分逆转——包括恢复了偏向淋巴系的分化能力（衰老的典型表现是过度偏向髓系）。

第三部分命运：同一颗干细胞，为什么有人长骨、有人长脂肪

数量之外，还有一件更微妙的事——分化方向。

骨髓间充质干细胞是个多面手，它既能变成造骨细胞，也能变成脂肪细胞，而且这两条路是此消彼长的：走向成骨的多了，走向成脂的就少。年轻时天平偏向成骨；随着年龄增长，天平系统性地倒向脂肪。

这解释了一个很多中老年人共有的困惑：没有多吃，骨头却越来越松，身上的肉却越来越“软”。骨质疏松和骨髓脂肪增多，在影像上几乎总是同时出现——它们不是两件事，是同一个天平的两端。

推动天平倾斜的几只手

• 雌激素——雌激素对骨髓脂肪堆积有保护作用。绝经后雌激素缺失，骨髓脂肪细胞随之激增，骨质疏松同步发生。这是女性五十岁后骨量断崖式下降的核心机制之一。
• 糖皮质激素——无论是长期精神压力带来的内源皮质醇，还是治疗用的激素药，都强烈地把间充质干细胞推向成脂。长期使用糖皮质激素的患者常同时出现骨髓脂肪增加与骨量丢失。
• IGF-1 与甲状腺激素——两者都参与调节骨髓脂肪组织的稳态。
• 机械负荷——不用骨骼（久坐、卧床、失重）会直接把天平推向脂肪。这一条不需要任何药物介入，却是最容易被自己改变的一条。

还有一个恶性循环值得知道：骨髓脂肪细胞本身是有内分泌活性的，它们分泌的脂肪因子会损害血管内皮功能、削弱微环境对造血干细胞的支持能力。也就是说，成脂倾向一旦形成，它会反过来进一步恶化整个 niche——骨脆和造血功能下降，是同一个过程的两个出口。

第四部分反转：为什么“越高越好”是错的

读到这里，很自然的念头是：那想办法把 IGF-1 拉高不就行了？

这正是这个话题最需要小心的地方。

有一种罕见的遗传病叫拉伦综合征（Laron syndrome），患者的生长激素受体有缺陷，因此终生 IGF-1 极低、身材矮小。厄瓜多尔南部山区有一个被随访了三十多年的患者群体。数据非常惊人：该队列近百名患者中，仅记录到一例癌症死亡；而作为对照的约一千五百名健康亲属，癌症死亡率约为 20%。以色列 Laron 团队随访的 230 名患者中，无一人罹患恶性肿瘤，同期其亲属中出现了数十例癌症。

原因不难理解：IGF-1 推动细胞增殖、抑制程序性死亡。信号长期过强，等于让身体一直踩着油门，复制出错和恶变的机会随之上升。

把这两组事实和第二部分那篇 Cell Stem Cell 的结论放在一起，图景就完整了——那篇论文的作者自己写下了这句话的两面：IGF-1 的下降有利于长寿，但同时损害了造血干细胞的功能，压缩了血液与免疫系统的健康期。

所以真正的答案不是“补”，也不是“降”，而是：不要让它过早枯竭，也不要人为地把它拉满。这就是“平衡”这个词在这里的确切含义——它不是一句和稀泥的套话，是两端都被真实数据标记出了代价。

第五部分那么，外源补充生长激素呢

这是一个已经被研究了三十年、答案相当明确的问题。

针对健康老年人（而非确诊生长激素缺乏症的患者）的生长激素治疗，现有证据显示：副作用发生率高，包括水肿、关节痛、腕管综合征、胰岛素抵抗和糖耐量异常；而在肌少症和肌力这个最被期待的方向上，并不能增加肌肉力量。同一份综述明确指出，抗阻训练才是提升老年人肌力最有效的干预。

关于睡眠也有一个被广泛误传的说法。早期确实有报告认为外源生长激素能增加深睡眠，但后续研究没有能重复出来，反而观察到睡眠碎片化增加、总慢波睡眠减少。

更根本的问题是：这些试验都没有跟踪骨折、跌倒、功能状态维持、心血管事件这类硬终点。用一份权威综述里的措辞——目前“很少观察到长期风险”，主要反映的是信息的缺失，而不是安全性的证明。

关于“透皮”和“顺势疗法”的生长激素产品

市面上有一类不需处方、宣称能经皮肤吸收或通过“顺势”原理调节生长激素的凝胶、喷剂。有两条基础事实值得读者自己掌握：

• 人生长激素是一条 191 个氨基酸的蛋白质，分子量约 22 kDa。完整皮肤对这个尺寸的蛋白质基本不通透，这也是临床上的生长激素只能注射、不做成外用剂型的原因。
• 顺势疗法的标注方式（如 30X）表示原料被稀释了 10 的 30 次方倍。按阿伏伽德罗常数，超过约 24X 的稀释度，成品中连一个原始分子都不再存在。

换句话说，这类产品即使使用者主观感觉良好，也无法用“补充了生长激素”来解释。看到“调节内源性生长激素”这类表述时，可以问一句：有没有公开的人体试验，测的是血清 GH 或 IGF-1 的前后变化？

第六部分能做的事，按证据强度排序

• 证据最强 · 抗阻训练与负重活动。它同时作用于本文的两条主线：既是引导间充质干细胞走向骨与肌肉、而非脂肪的最强信号，也是目前唯一被反复证实能提升老年人肌力的干预。每周两到三次，从自重和弹力带开始都可以。
• 证据强 · 保护深睡眠。成年男性睡眠中约七成的生长激素脉冲与慢波睡眠同步，分泌量与当时的慢波睡眠量成正比。而从 25 岁到 45 岁，慢波睡眠占比从近 20% 降到不足 5%，同期生长激素分泌下降约 75%。固定入睡时间、减少夜间光照与酒精，比延长总睡眠时长更有针对性。
• 证据中等 · 充足优质蛋白。给“建设方向”提供原料。五十岁以后蛋白质需要量高于年轻时，而实际摄入往往更低。白蛋白偏低时，慢性炎症与蛋白摄入不足常常并存。
• 证据中等 · 管住晚间血糖。高血糖状态会压制生长激素分泌。睡前的大量精制糖与深夜进食，正好落在夜间那个最重要的分泌窗口上。
• 需与医生商量 · 长期糖皮质激素的使用。必须治疗的疾病当然要治，但如果正在长期使用激素类药物，骨密度监测值得主动向医生提出。切勿自行减停。
• 不建议 · 来路不明的“生长因子”“增高”补剂。拔高 IGF-1 的潜在风险，远大于宣传中的好处。这一点不是保守，是第四部分那组数据的直接推论。

结语种子与土壤

回到开头那个伤口。它愈合得慢，不是因为你的身体“没有种子了”，而是因为土壤的信号变了——数量的信号在中年悄悄减弱，方向的信号在悄悄改写。

这两件事都不是靠拉满某一个激素能解决的。真正能改变土壤的，恰恰是那几件最不像“高科技”的事：动起来，睡够，吃对，不乱补。

参考文献

1. Young K, Eudy E, Bell R, et al. Decline in IGF1 in the bone marrow microenvironment initiates hematopoietic stem cell aging. Cell Stem Cell. 2021;28(8):1473–1482.e7. PMID: 33848471
2. Guevara-Aguirre J, Balasubramanian P, Guevara-Aguirre M, et al. Growth hormone receptor deficiency is associated with a major reduction in pro-aging signaling, cancer, and diabetes in humans. Science Translational Medicine. 2011;3(70):70ra13.
3. Werner H, Laron Z. Congenital IGF-1 deficiency protects from cancer: lessons from Laron syndrome. Endocrine-Related Cancer. 2023;30(9):e220394.
4. Laron Z. Lessons from 50 Years of Study of Laron Syndrome. Endocrine Practice. 2015;21(12).
5. Bone marrow adipocytes: key players in vascular niches, aging, and disease. Frontiers in Cell and Developmental Biology. 2025;13:1633801.
6. Bidirectional regulation factor of bone marrow mesenchymal stromal cells differentiation: a focus on bone-fat balance in osteoporosis. Stem Cell Research & Therapy. 2025.
7. Tamplin OJ. The aging hematopoietic stem cell niche: a mini review. Frontiers in Hematology. 2025;4:1525132.
8. Growth Hormone and Aging. Endotext [Internet]. MDText.com. NBK279163
9. Van Cauter E, Plat L. Physiology of growth hormone secretion during sleep. Journal of Pediatrics. 1996;128(5 Pt 2):S32–37. PMID: 8627466
10. Van Cauter E, Leproult R, Plat L. Age-related changes in slow wave sleep and REM sleep and relationship with growth hormone and cortisol levels in healthy men. JAMA. 2000;284(7):861–868.
11. Growth hormone and aging: a clinical review. Frontiers in Aging. 2025;6:1549453.

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