目的:细胞迁移是机体生长、发育过程中的基本生物学现象,参与人类胚胎发育、组织再生、伤口愈合和肿瘤转移等多种生理、病理过程。细胞在电梯度的引导下进行定向迁移的能力被称之为“趋电性”。研究证实,电信号作为引导细胞进行定向迁移的信号之一,其优先级别超过了其他共存的信号。因此,细胞趋电性一直以来是各国学者研究的热点。脂肪源性干细胞（Adipose-derived stem cells,ADSCs）是从脂肪组织中分离出来的成体干细胞,具备自我更新以及多向分化的能力。通过旁分泌,ADSCs可以促进血管和淋巴管的生成,并表现出免疫抑制和抗炎的特性,有着良好的治疗应用前景。然而,ADSCs能否达到理想的临床治疗效果与ADSCs自身的细胞功能状态密切相关。这其中,细胞衰老是ADSCs功能变化的重要影响因素。伴随着人口老龄化的加剧,作为自体干细胞相关治疗的潜在受益者,老年人口的比例正在上升。然而,年老供体来源ADSCs的功能变化仍不清楚。这其中,衰老条件下ADSCs趋电性的改变,目前尚无研究报道。本实验的研究目的,拟通过对年老和年轻供体来源的ADSCs施加不同强度的直流电场（Dirrect current electric fields,DCEF）刺激,分析其ADSCs的趋电性和趋电迁移能力,并通过基因测序探讨相关机制,为ADSCs相关临床治疗的优化提供新线索。研究方法:本研究样本ADSCs来源于6例健康女性的腹部脂肪。3例健康年老女性（年龄范围为62.33±4.04岁）,3例健康年轻女性（年龄范围为27±4.58岁）。1.用胶原酶消化、离心提取人来源ADSCs（hADSCs）并培养,利用hADSCs特征性表面标记物CD29、CD44、CD90和CD105进行流式鉴定,并对hADSCs进行成骨、成脂和成软骨的分化诱导,验证其三系分化能力。2.对hADSCs进行衰老相关β-半乳糖苷酶染色,并用免疫荧光法对hADSCs进行衰老标志物p16和p21以及增殖标志物ki67表达水平的检测。3.利用培养皿、无菌玻璃片和真空硅脂制作趋电室,配置Steinberg’s溶液,将加热后的Steinberg’s溶液和琼脂混合物灌注入特制的玻璃管,待冷却后制成琼脂盐桥。组装趋电室、银丝、琼脂盐桥、电源和种有hADSCs的玻璃片为趋电室装置,检验其稳定性。4.打开电源,使用趋电室对hADSCs施加0、100和200mV/mm的外源性DCEF刺激,通过倒置显微镜和蔡司软件对4个随机视野下的细胞进行延时摄影,利用ImageJ和chemotaxis tool处理获得的图片并手动追踪细胞轨迹,绘制细胞迁移坐标图,计算相关运动参数:方向性（Directedness）、迁移速度（Track speed）、迁移距离（Accumulated distance）、位移距离（Euclidean distance）和位移速度（Displacement speed）。5.利用ImageJ量化外源性DCEF刺激后hADSCs的形态学变化,并计算hADSCs的长轴长度（Long axis）、垂直长度（Vertical length）和垂直度（Verticality）。6.对年轻女性供体来源hADSCs和年老女性供体来源hADSCs施加200mV/mm的外源性DCEF后进行RNA-seq测序分析,对差异基因进行GO富集分析和KEGG富集分析。进一步通过Western blotting对细胞迁移能力相关差异基因进行蛋白水平表达量的检测。结果:1.本实验提取的hADSCs具备典型的间充质干细胞表面标志物特征（CD29、CD44、CD90和CD105呈阳性,CD34和CD45呈阴性）且具备多向分化潜能（成脂、成骨和成软骨）。2.hADSCs在外源性DCEF的诱导下向阳极进行定向迁移。在0、100和200 mV/mm强度的外源性DCEF刺激下,hADSC定向迁移的方向性与电场强度成正比,具备统计学意义,但迁移距离、迁移速度、位移距离和位移速度与电场强度之间没有明显的关联。3.hADSCs在外源性DCEF的诱导下发生了明显的形态学变化,相较于对照组,在100和200 mV/mm强度的外源性DCEF刺激下的hADSC垂直度（p＜0.01;p＜0.001）、垂直长度（p＜0.001;p＜0.001）和长轴长度明显增加（p＜0.01;p＜0.001）。4.年老女性供体来源的hADSCs较年轻女性供体来源的hADSCs的衰老相关β-半乳糖苷酶的活性更高,衰老标志物p16和p21的表达增加,增殖标志物ki67的表达下降。5.在100 mV/mm强度的外源性DCEF刺激下,年老女性供体来源的hADSCs较年轻女性供体来源的hADSCs定向迁移的方向性更低（p＜0.05）,但迁移距离、迁移速度、位移距离和位移速度没有明显的差异;在200 mV/mm强度的外源性DCEF刺激下,年老女性供体来源的hADSCs较年轻女性供体来源的hADSCs定向迁移的方向性、位移距离和位移速度更低（p＜0.05;p＜0.05;p＜0.05）,但迁移速度和迁移距离没有明显的差异。6.在100 mV/mm强度的外源性DCEF刺激下,年老女性供体来源的hADSCs较年轻女性供体来源的hADSCs的垂直度更低（p＜0.01）,但是长轴长度和垂直长度没有明显的差异;在200 mV/mm强度的外源性DCEF刺激下,年老女性供体来源的hADSCs较年轻女性供体来源的hADSCs的垂直度、垂直长度和长轴长度更短（p＜0.05;p＜0.01;p＜0.01）。7.200mV/mmDCEF刺激后的年老女性供体来源的hADSCs和年轻女性供体来源的hADSCs的基因表达存在具备明显的差异,有747种基因表达上调,624种基因表达下调。8.GO富集分析结果显示,200mV/mmDCEF刺激后的年老女性供体来源的hADSCs较年轻女性供体来源的hADSCs而言,细胞迁移相关的基因表达下调,包括了PIK3CD、MLCK 和 ADRA2A 等 20 种基因。9.Western Blot检测验证200mV/mmDCEF刺激后的年老女性供体来源的hADSCs和年轻女性供体来源的hADSCs的RNA-seq测序结果,即年老组的KIAA1199,MLCK,PIK3CD,SMO,Smad3和ADARA2A蛋白表达水平低于年轻组。结论:1.hADSCs具备趋电性。在外源性直流电场的刺激下,hADSCs向阳极方向进行定向迁移,其向阳极定向迁移的方向性与电场强度成正比。2.在外源性直流电场的刺激后,hADSCs发生了形态学变化,其长轴长度增加,并且发生了重新排列,其长轴垂直于电场矢量的方向3.衰老因素降低了 hADSCs在外源性DCEF中向阳极进行定向迁移的方向性。衰老因素影响了 hADSCs在外源性直流电场刺激下后的形态学变化和重新排列。4.经外源性DCEF刺激后的年老女性供体来源的hADSCs和年轻女性供体来源的hADSCs的基因表达存在具备明显的差异。年老女性供体来源的hADSCs细胞迁移能力相关的基因表达明显下调。5.衰老因素可能通过下调PIK3CD而减少了 PIP3产生和Akt的信号转导,进而抑制了 hADSCs的趋电迁移,ADRA2A和MLCK也可能参与了衰老因素对hADSCs趋电迁移的负调控,其深入的机制有待于进一步的研究和验证。