本文主要強(qiáng)調(diào)：

• 間充質(zhì)干細(xì)胞通過(guò)分泌營(yíng)養(yǎng)因子賦予常駐細(xì)胞再生受損組織的能力。
• 與基于細(xì)胞的再生醫(yī)學(xué)療法相比，MSC分泌組具有關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。
• MSC分泌組含有調(diào)節(jié)先天性和適應(yīng)性免疫反應(yīng)的免疫調(diào)節(jié)因子。
• MSC分泌蛋白組的內(nèi)容概況是根據(jù)局部微環(huán)境線索“個(gè)性化”的。
• 可以采用工程策略來(lái)調(diào)節(jié)/增強(qiáng)MSC分泌組的治療特征。
• MSC分泌組已被證明在呼吸系統(tǒng)、肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)疾病方面具有治療潛力。

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介紹

自Alexander Friedenstein首次報(bào)道間充質(zhì)干/基質(zhì)細(xì)胞（MSC）作為克隆祖細(xì)胞能夠產(chǎn)生成纖維細(xì)胞和其他中胚層細(xì)胞以來(lái)已經(jīng)半個(gè)世紀(jì)了，后來(lái)被認(rèn)為具有再生醫(yī)學(xué)應(yīng)用的巨大潛力。

最初，人們推測(cè)，在給藥后，間充質(zhì)干細(xì)胞會(huì)遷移到受損部位，并進(jìn)一步分化為終末期功能細(xì)胞，從而修復(fù)受損組織。然而幾十年過(guò)去了，許多基于動(dòng)物研究甚至人體臨床試驗(yàn)的報(bào)告都對(duì)這一理論提出了質(zhì)疑。間充質(zhì)干細(xì)胞已在眾多疾病模型以及一些臨床試驗(yàn)中顯示出其治療效果。

更明顯的是，間充質(zhì)干細(xì)胞植入的速度和持續(xù)時(shí)間太有限，無(wú)法證明在組織修復(fù)中觀察到的顯著結(jié)果是合理的。因此，一種新的觀點(diǎn)開(kāi)始形成，源自骨髓（BM）的間充質(zhì)干細(xì)胞能夠在不添加生長(zhǎng)因子的共培養(yǎng)條件下確保造血干細(xì)胞的生長(zhǎng)和活力。這些初步觀察結(jié)果擴(kuò)展了MSC的功能，超出了其植入和分化的能力。研究顯示間充質(zhì)干細(xì)胞通過(guò)分泌營(yíng)養(yǎng)因子賦予常駐細(xì)胞力量，誘導(dǎo)這些細(xì)胞再生受損組織。

事實(shí)上，有人提出，在組織損傷時(shí)，內(nèi)源性 MSC 會(huì)從血管周圍位置遷移，并通過(guò)生物活性因子的分泌和免疫細(xì)胞反應(yīng)的調(diào)節(jié)來(lái)創(chuàng)建再生微環(huán)境。如今，人們普遍認(rèn)識(shí)到間充質(zhì)干細(xì)胞主要通過(guò)旁分泌信號(hào)發(fā)揮其治療作用，并且這些細(xì)胞可以根據(jù)局部微環(huán)境線索調(diào)整其旁分泌作用。

間充質(zhì)干細(xì)胞的這一特征是目前最受臨床關(guān)注的特征，最終導(dǎo)致對(duì)間充質(zhì)干細(xì)胞衍生的分泌組的使用和/或調(diào)節(jié)，針對(duì)不同類型的疾病和醫(yī)療狀況進(jìn)行了多項(xiàng)研究。值得注意的是，一些研究涉及使用細(xì)胞分泌組或細(xì)胞本身的給藥，以評(píng)估其旁分泌效應(yīng)。盡管如此，涉及整個(gè)MSC衍生分泌組的臨床試驗(yàn)已經(jīng)開(kāi)始用于治療骨關(guān)節(jié)炎、缺血性中風(fēng)和其他腦血管疾病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病，如阿爾茨海默氏病、呼吸道疾病，包括冠狀病毒病19(COVID-19) 的重癥病例等。

這篇綜述重點(diǎn)介紹了如何優(yōu)化/增強(qiáng)間充質(zhì)干細(xì)胞衍生的分泌蛋白組，從而探索如何將其應(yīng)用于呼吸系統(tǒng)、肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)疾病。

間充質(zhì)干細(xì)胞的分泌組

MSC是紡錘形的基質(zhì)非造血細(xì)胞，在體外具有高度復(fù)制性，源自不同組織的中胚層。國(guó)際細(xì)胞治療協(xié)會(huì) (ISCT) 描述了定義人類MSC身份的最低準(zhǔn)則，并定義分離的細(xì)胞通常呈CD105、CD73和CD90陽(yáng)性，而 CD45、CD34、CD14 或CD11b呈陰性。 CD79α，或CD19和MHCII類。

根據(jù)來(lái)源，間充質(zhì)干細(xì)胞可分為：

• i)新生兒組織，如胎盤、胎血、臍帶組織（華頓膠）和臍帶血；
• ii )成體組織，包括骨髓、胸腺、腦、肝、肺、腎、主動(dòng)脈、肌肉、脾和脂肪組織。盡管所有不同來(lái)源的 MSC都必須滿足ISCT定義的標(biāo)準(zhǔn)，但它們?cè)谠鲋澈蜕L(zhǎng)速率、分化和免疫調(diào)節(jié)潛力以及再生特性方面存在差異。此外，MSC衍生的分泌組本身可能根據(jù)來(lái)源組織、細(xì)胞培養(yǎng)條件或細(xì)胞微環(huán)境而呈現(xiàn)不同的內(nèi)容，這使得精確的作用機(jī)制的鑒定變得困難。

盡管如此，MSC的抗炎和免疫調(diào)節(jié)能力（表1）被認(rèn)為對(duì)于恢復(fù)正常組織修復(fù)的局部和全身?xiàng)l件至關(guān)重要，同時(shí)還有MSC介導(dǎo)的促血管生成、抗凋亡和抗菌作用（表2）。

旁分泌因子	紊亂	有益成果總結(jié)	間充質(zhì)干細(xì)胞的類型	動(dòng)物模型	參考號(hào)
肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子	多發(fā)性硬化癥	–增強(qiáng)神經(jīng)再生和突觸發(fā)生； –配合軸突生長(zhǎng)； –減少單核細(xì)胞釋放的促炎細(xì)胞因子（IFN-γ、IL-17、TNF-α、IL-2、IL-12p70）并增加抗炎介質(zhì)IL-4和IL-10。	骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞	EAE動(dòng)物模型	[236,260]
白細(xì)胞介素10	多發(fā)性硬化癥	–IL-10釋放在MS復(fù)發(fā)階段之前典型地減少，并在MS緩解階段增加； –IL-10缺陷的動(dòng)物通常會(huì)患上更嚴(yán)重的疾病。	hPDLSCs衍生的EV	EAE動(dòng)物模型	[69,261]
白細(xì)胞介素1RA	急性肺損傷	–MSC-CM阻斷IL-1α依賴性T細(xì)胞系。使用IL-1RA抗體消除了這種效應(yīng)。 –暴露于BLM后7和14天，MSC給藥顯著降低肺中IL-1α mRNA。	小鼠-MSC和 hBM-MSC	BLM引起的肺損傷	[175]
前列腺素E2	敗血癥	–敗血癥中存在的內(nèi)毒素會(huì)刺激MSC中存在的TLR4，從而增強(qiáng)其PGE2的產(chǎn)生； –PGE2的釋放發(fā)揮抗炎作用，誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)镸2狀態(tài)。	骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞	CLP動(dòng)物模型	[70] , [73]
TSG-6	心肌梗死	–TSG-6抑制中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)炎癥部位； –TSG-6對(duì)心臟功能的作用尚不明確，但有研究指出了這一方向。	骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞	心肌梗死動(dòng)物模型	[62]
IDO	移植物抗宿主病	–IDO抑制T細(xì)胞反應(yīng)； –IDO與自身免疫性疾病的調(diào)節(jié)有關(guān)，可誘導(dǎo)供體耐受。	骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞	同種異體腎移植動(dòng)物模型	[62,263,264]

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應(yīng)用	主要效果	參考
心血管疾病	?通過(guò)分泌VEGF、HGF、FGF、IGF-1和TB4對(duì)缺血心肌細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞保護(hù)和再生作用。 ?通過(guò)抑制心臟成纖維細(xì)胞中I型和III型膠原蛋白的表達(dá)來(lái)發(fā)揮抗纖維化作用。 ?通過(guò)AKT和MAPK/ERK1/2途徑激活VEGF，加速再內(nèi)皮化。?通過(guò)降低細(xì)胞內(nèi)鈣含量和堿性磷酸酶活性來(lái)減輕血管鈣化。	[160]、 [161]、 [162]、 [163]、 [164]
骨組織疾病	?顱骨骨缺損中的骨再生可能通過(guò)VEGF和IGF-1的分泌來(lái)實(shí)現(xiàn)。 ?血管生成、骨再生以及通過(guò)VEGF在大鼠顱骨缺損模型中動(dòng)員內(nèi)源性MSC的潛力。 ?通過(guò)招募內(nèi)源性MSC、誘導(dǎo)成骨細(xì)胞分化、血管生成、細(xì)胞增殖以及通過(guò)MCP-1/-3和IL-3/-6抑制炎癥和細(xì)胞凋亡，在牽張成骨的情況下加速愈傷組織形成。	[165]、 [166]、 [167]
腎臟疾病	?腎功能改善，增殖指數(shù)升高，凋亡指數(shù)降低，bFGF、IL-10、TGF-α和Bcl-2表達(dá)增加。 ?慢性腎病模型中腎功能惡化減少，腎小球?yàn)V過(guò)率更高，有效腎血漿流量更高，收縮壓、蛋白尿以及腎小管和腎小球損傷更低。 ?通過(guò)MSC分泌 IL-6，巨噬細(xì)胞極化為M2抗炎表型，并上調(diào)Arg-1表達(dá)。	[168]、 [169]、 [170]
腸道疾病	?通過(guò)下調(diào)促炎標(biāo)記物 IL-1β、IL-6、TNF-α和TLR4編碼基因以及上調(diào)抗炎 IL-10來(lái)降低促炎反應(yīng)。 ?VEGF刺激MSC后，改善淋巴內(nèi)皮細(xì)胞的遷移效應(yīng)，并改變分泌蛋白水平（促炎細(xì)胞因子IL-6 和 IFN-γ 水平降低，TGF-β1、FGF-2和VEGF濃度升高） C）。	[158] , [159]

MSC分泌組的免疫調(diào)節(jié)特性

MSC分泌組的先天免疫反應(yīng)

已知MSC釋放的許多可溶性因子和EV可通過(guò)細(xì)胞間接觸以及大量細(xì)胞因子和調(diào)節(jié)因子來(lái)調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)，這些細(xì)胞因子和調(diào)節(jié)因子影響多種免疫細(xì)胞的募集、增殖、激活、功能和存活（表1）。

間充質(zhì)干細(xì)胞在中性粒細(xì)胞募集和抑制方面表現(xiàn)出雙重活性。一些證據(jù)表明，通過(guò)釋放IL-6、TSG-6和超氧化物歧化酶（SOD3），BM-MSC可以減少靜息或激活的中性粒細(xì)胞的凋亡（表1） 。此外，間充質(zhì)干細(xì)胞還分泌CXCL8（也稱為IL-8）和巨噬細(xì)胞遷移抑制因子（MIF），以將中性粒細(xì)胞募集到受傷部位而聞名。這些分子的釋放被認(rèn)為是保護(hù)中性粒細(xì)胞池并有助于解決感染的相關(guān)機(jī)制。相反，其他作者提到MSC抑制中性粒細(xì)胞活性（圖1）。

MSC分泌組的適應(yīng)性免疫反應(yīng)

還已知MSC可以抑制T細(xì)胞的增殖和活化，即CD4+T細(xì)胞 (Th) 和CD8⁺T細(xì)胞（T細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞，CTL）。事實(shí)上，UC-MSCs通過(guò)豐富的IDO表達(dá)誘導(dǎo)相關(guān)的T細(xì)胞凋亡和細(xì)胞停滯；而IDO還顯示出增強(qiáng) CD4+CD25+T調(diào)節(jié)細(xì)胞 (Treg) 的擴(kuò)增（圖1和表1）。除了凋亡和抗增殖作用外，間充質(zhì)干細(xì)胞似乎還能抑制Th1和Th17細(xì)胞的生成和功能，同時(shí)促進(jìn)T輔助細(xì)胞2 (Th2) 細(xì)胞和Tregs，導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子減少和IL增加-4和IL-10。

總而言之，盡管這種相互作用背后的機(jī)制尚未完全闡明，但有大量證據(jù)表明MSC-CM對(duì)先天性和適應(yīng)性免疫的不同細(xì)胞具有有益作用。

MSC分泌組的血管生成特性

血管生成是由刺激信號(hào)和抑制信號(hào)之間的平衡控制的過(guò)程，在血管生成過(guò)程中發(fā)揮作用。 VEGF、FGF-2、PDGF、SDF1、CXCL-1、RANTES、MCP-1和M-CSF是MSC分泌組中存在的因子，已知通過(guò)與內(nèi)皮細(xì)胞上相應(yīng)的受體結(jié)合并激活信號(hào)通路p38/來(lái)誘導(dǎo)血管生成。 MAPK、PI3K/AKT、MEK/ERK。 MSC分泌組的血管生成潛力已在不同疾病范圍中得到體現(xiàn)，例如創(chuàng)傷性腦損傷的神經(jīng)系統(tǒng)疾病和阿爾茨海默病，心臟病和骨組織再生等。

MSC分泌組的抗腫瘤特性

間充質(zhì)干細(xì)胞也被認(rèn)為是可能的癌癥治療劑，因?yàn)樗鼈儽憩F(xiàn)出向腫瘤遷移的內(nèi)在能力。在促炎性腫瘤微環(huán)境 (TME) 中，會(huì)表達(dá)大量趨化因子和細(xì)胞因子，即VEGF、FGF、PDGF、CCL5和IL-8，這些趨化因子和細(xì)胞因子通過(guò)創(chuàng)建趨化因子濃度梯度。然而，間充質(zhì)干細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞之間的相互作用仍然知之甚少，其促腫瘤作用的結(jié)果存在爭(zhēng)議。

改善MSC分泌組的當(dāng)前趨勢(shì)

已有多項(xiàng)研究探索了調(diào)節(jié)環(huán)境因素的策略，以增強(qiáng)含分泌蛋白組的生物分子的有益作用，即通過(guò)預(yù)處理。它涉及通過(guò)將這些細(xì)胞暴露于通常模擬組織損傷微環(huán)境的特定因素，即缺氧、炎癥或疾病特異性細(xì)胞因子和/或藥物化合物，甚至通過(guò)使用三維 (3D) 細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)，對(duì) MSC 產(chǎn)生的分泌蛋白進(jìn)行體外調(diào)節(jié)。

缺氧預(yù)處理的MSC

雖然間充質(zhì)干細(xì)胞通常在常氧條件下培養(yǎng)，氧壓為21%，但組織內(nèi)的氧張力通常是低氧的，在BM和AT中分別在1-7%和10-15%之間。多項(xiàng)研究已經(jīng)證明，缺氧預(yù)處理的MSC經(jīng)?？梢栽鰪?qiáng)不同類型MSC的治療潛力，包括 BM-、UC-和 AT-MSC。

在皮膚傷口愈合的背景下，已證明從缺氧預(yù)處理的BM-MSC獲得的分泌蛋白組上調(diào)了FGF-2、IGF-1、TGF-β、IL-1β、IL-6的水平和IL-8并增強(qiáng)促進(jìn)傷口愈合的多個(gè)關(guān)鍵過(guò)程，包括角質(zhì)細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移，以及血管生成（圖2）。

炎癥預(yù)處理的MSC

炎癥刺激通常存在于病理微環(huán)境中。因此，特定的炎癥細(xì)胞因子刺激可能是一種預(yù)處理策略，其中間充質(zhì)干細(xì)胞傾向于產(chǎn)生免疫調(diào)節(jié)因子作為生存機(jī)制，幫助微環(huán)境對(duì)抗過(guò)度的炎癥，從而提高間充質(zhì)干細(xì)胞衍生的分泌組的治療特性。

3D培養(yǎng)預(yù)處理MSC

預(yù)處理MSC的另一種策略似乎是在3D培養(yǎng)系統(tǒng)中培養(yǎng)MSC，該系統(tǒng)進(jìn)一步模擬生理?xiàng)l件的復(fù)雜性，即允許更好的細(xì)胞與細(xì)胞和細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì) (ECM) 相互作用（圖1）?？傮w而言，與傳統(tǒng)的2D培養(yǎng)物相比，MSC的球狀培養(yǎng)物被證明具有更強(qiáng)的免疫調(diào)節(jié)、促血管生成、抗纖維化和抗凋亡特性，也與更高水平的CXCL12、FGF-2、G- CSF、HGF、IGF-1、IL-6、TGF-β1和VEGF，以及幾種抗炎介質(zhì)的分泌增加等（圖3）。

MSC分泌組在再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

MSC衍生的分泌組的應(yīng)用已被研究通過(guò)對(duì)抗炎癥同時(shí)誘導(dǎo)組織再生（即肺、肝和腦組織）來(lái)治療不同的病理（圖4）。然而，據(jù)報(bào)道，這種無(wú)細(xì)胞方法對(duì)其他病理學(xué)也有有益的影響，包括骨組織、心血管、腸道和腎臟疾?。ū?）。

間充質(zhì)干細(xì)胞分泌組在呼吸系統(tǒng)疾病中的作用

有幾項(xiàng)研究揭示了MSC對(duì)肺纖維化和急性肺損傷的有益作用（圖5）。肺纖維化的特征是氣肺泡被基質(zhì)細(xì)胞（包括肌成纖維細(xì)胞）取代。肌成纖維細(xì)胞產(chǎn)生ECM蛋白，包括錯(cuò)誤折疊的膠原蛋白，導(dǎo)致肺纖維化和呼吸道后遺癥。

肺纖維化可由多種肺部疾病引起，包括肺部感染、自身免疫性疾病、慢性炎癥和特發(fā)性原因。此外，急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）及其較輕微的急性肺損傷包括一組肺部疾病，其促炎反應(yīng)加劇，損害肺泡毛細(xì)血管屏障的完整性，從而導(dǎo)致肺蛋白通透性增加和肺水腫，纖維蛋白生成。肺泡液清除受損會(huì)阻礙氣體交換并引發(fā)低氧血癥和高碳酸血癥。

ARDS患者經(jīng)?；加卸嗥鞴偎ソ?，最常見(jiàn)的病因是膿毒癥綜合征。盡管ARDS可能有不同的起源，但肺部和非肺部起源的敗血癥是最常見(jiàn)的原因。由于缺乏針對(duì)ARDS的有效治療方法，MSC的使用為ARDS和急性肺損傷提供了一種有前景的治療方法。重要的是，SARS-CoV-2感染導(dǎo)致的肺纖維化負(fù)擔(dān)預(yù)計(jì)也會(huì)增加。

MSC分泌組在肝臟疾病中的作用

肝臟疾病是全世界死亡的主要原因之一。代謝性（例如，II 型糖尿病、NAFLD 或 NASH）、病毒性（例如，乙型肝炎）、化學(xué)或腫瘤來(lái)源的點(diǎn)狀肝損傷會(huì)激活肝臟獨(dú)特的內(nèi)在再生性肝反應(yīng)，旨在重新建立體內(nèi)平衡。然而，反復(fù)損傷可能導(dǎo)致纖維化，伴隨炎癥激活和肝實(shí)質(zhì)功能障礙的進(jìn)展。

肝功能不全程度的增加會(huì)導(dǎo)致肝衰竭，而終末期疾病的唯一有效治療方法是肝移植。

目前，肝移植是第二常見(jiàn)的實(shí)體器官移植，但目前的移植率僅滿足全球需求的10％??。因此，許多研究小組將研究重點(diǎn)放在使用間充質(zhì)干細(xì)胞作為治療方法，特別是誘導(dǎo)損傷后的肝臟再生。

炎癥是受損肝臟出現(xiàn)的首要癥狀之一，例如非酒精性脂肪肝（NAFLD），會(huì)導(dǎo)致纖維化和肝功能衰竭。因此，MSC的免疫調(diào)節(jié)活性可能在肝臟病理中發(fā)揮作用。特別是，BM-MSC-CM誘導(dǎo)IL-1β、IL-6、MCP-1、MIP-2和TNF-α減少，并導(dǎo)致中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)和庫(kù)普弗細(xì)胞活化減少（圖5）。其他MSC分泌的細(xì)胞因子，如TGF-β、HGF、IL-10和IDO，也被證明能夠通過(guò)作用于T細(xì)胞和抗原呈遞細(xì)胞 (APC) 增殖來(lái)調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，從而減少惡化的免疫系統(tǒng)。肝臟疾病中的炎癥反應(yīng)。

此外，羊水來(lái)源的MSC分泌組中存在的抗炎分子膜聯(lián)蛋白-A1 (ANXA1)通過(guò)誘導(dǎo)肝祖細(xì)胞增殖、遷移和分化，同時(shí)減少炎癥，從而改善CCl 4誘導(dǎo)的肝損傷小鼠模型中的肝損傷。同樣，UC-MSC-CM可改善 NAFLD 小鼠模型中的肝功能障礙并減少脂質(zhì)積累、促炎細(xì)胞因子水平和細(xì)胞凋亡標(biāo)記物的存在。

有趣的是，MSC衍生的EV還被證明可以改善肝纖維化，減少肝臟炎癥、膠原沉積、肝細(xì)胞凋亡，減少肝細(xì)胞的上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而促進(jìn)肝功能恢復(fù)。

總體而言，MSC衍生的分泌蛋白組已被證明具有免疫調(diào)節(jié)、抗凋亡、抗纖維化和血管生成作用，這些都是肝細(xì)胞功能和增殖的促進(jìn)劑，從而改善肝損傷。

MSC分泌組在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的作用

盡管直到最近人們還認(rèn)為中樞神經(jīng)系統(tǒng) (CNS) 是固定的且無(wú)法再生，但如今已明確神經(jīng)可塑性在人類的整個(gè)生命中持續(xù)存在。這一過(guò)程通過(guò)不同的機(jī)制發(fā)生，包括成熟神經(jīng)元突觸發(fā)生的調(diào)節(jié)，以及支持性神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞（包括小膠質(zhì)細(xì)胞）的功能。

有趣的是，成體神經(jīng)系統(tǒng)特定微環(huán)境中神經(jīng)干細(xì)胞（NSC）和神經(jīng)祖干細(xì)胞（NPC）的存在也保證了神經(jīng)可塑性，它們反過(guò)來(lái)又構(gòu)成了生理細(xì)胞更新過(guò)程中丟失的細(xì)胞的儲(chǔ)存庫(kù)。

腦損傷后。值得注意的是，成年哺乳動(dòng)物的NSC主要組織在兩個(gè)大腦神經(jīng)源性生態(tài)位中：側(cè)腦室壁的室下區(qū)（SVZ）和海馬齒狀回的顆粒下區(qū)（SGZ）。

在這些神經(jīng)源性微環(huán)境中，NSC可以分化為神經(jīng)元細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞或少突膠質(zhì)細(xì)胞。然而，這些細(xì)胞的半衰期以及與神經(jīng)可塑性相關(guān)的所有機(jī)制隨著衰老而急劇下降，與一些與衰老相關(guān)的認(rèn)知缺陷和損傷有關(guān)，例如阿爾茨海默病和重度抑郁癥。

由于MSC衍生的分泌蛋白組具有免疫和神經(jīng)調(diào)節(jié)特性，因此將神經(jīng)細(xì)胞（包括NSC）暴露于MSC衍生的分泌蛋白組也可能代表一種新穎且可行的策略，以增強(qiáng)這些細(xì)胞的增殖和分化，延緩各種神經(jīng)和精神疾病與NSC耗竭相關(guān)（圖6）。

事實(shí)上，MSC已被證明能夠表達(dá)多種神經(jīng)調(diào)節(jié)分子，這些分子調(diào)節(jié)NSC的命運(yùn)、軸突引導(dǎo)、神經(jīng)細(xì)胞粘附、神經(jīng)突生長(zhǎng)因子、神經(jīng)遞質(zhì)受體和神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子。除了神經(jīng)調(diào)節(jié)特性外，MSC衍生的分泌蛋白組還被證明可以減少大多數(shù)腦損傷中觀察到的過(guò)度神經(jīng)炎癥。此外，MSC衍生因子，如BDNF、FGF-2、GDNF、IGF、NGF和神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)蛋白-3，被證明是神經(jīng)元/膠質(zhì)細(xì)胞群的重要生長(zhǎng)因子(圖6)。

MSCs衍生的EV的給藥也已在不同的神經(jīng)和精神疾病領(lǐng)域進(jìn)行了探索，包括缺血性中風(fēng)、帕金森病、神經(jīng)疼痛甚至抑郁癥。

關(guān)于缺血性中風(fēng)，為了應(yīng)對(duì)該事件后的神經(jīng)損傷，免疫系統(tǒng)已被激活。因此，炎癥介質(zhì)水平升高，中樞神經(jīng)系統(tǒng)免疫細(xì)胞募集。有趣的是，多項(xiàng)研究表明，MSCs的施用可以通過(guò)提高促血管生成因子VEGF來(lái)降低 TNF-α和NF-κB的水平。事實(shí)上，NF-κB的抑制與MSC的抗炎和抗凋亡作用有關(guān)。具體來(lái)說(shuō)，BM-MSC 似乎可以刺激腦實(shí)質(zhì)細(xì)胞釋放神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子，包括BDNF和FGF。同樣，靜脈注射BM-MSC導(dǎo)致神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子 BDNF、FGF-2、HGF、IGF-1、NAP-2和VEGF分離，刺激神經(jīng)元生長(zhǎng)和中風(fēng)后新血管形成。重要的是，正如已經(jīng)針對(duì)其他病理背景所述，MSC移植的主要作用似乎源自MSC分離的神經(jīng)調(diào)節(jié)分子，包括 BDNF、EGF、FGF-2和VEGF。

在多發(fā)性硬化癥 (MS) 的背景下，間充質(zhì)干細(xì)胞已顯示出有希望的效果。值得注意的是，多發(fā)性硬化癥的特點(diǎn)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)白質(zhì)和灰質(zhì)的慢性炎癥性脫髓鞘，進(jìn)而引起全身腦損傷。在多發(fā)性硬化癥中，脫髓鞘依賴于少突膠質(zhì)細(xì)胞損傷，部分是由免疫細(xì)胞（包括T細(xì)胞）造成的，這些細(xì)胞進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)并將髓磷脂識(shí)別為異物并對(duì)其進(jìn)行降解。因此，MSC衍生的分泌蛋白組可以在MS病理生理學(xué)的不同方面發(fā)揮作用。例如，通過(guò)

• i)刺激少突膠質(zhì)細(xì)胞生成、髓鞘再生和軸突再生，
• ii)誘導(dǎo)抗凋亡信號(hào)通路和抗神經(jīng)膠質(zhì)疤痕激活，或iii)調(diào)節(jié)T細(xì)胞、B細(xì)胞和DC的活性，從而控制自身免疫成分這種疾病。

關(guān)于帕金森病，對(duì)6-羥基多巴胺 (6-OHDA) 動(dòng)物模型的研究表明，施用hBM-MSC衍生的分泌組可顯著減少黑質(zhì)和紋狀體中的多巴胺能損失。奇怪的是，在接受hBM-MSC植入的動(dòng)物中沒(méi)有觀察到相同的結(jié)果，這表明hBM-MSC分泌組可以比BM-MSC本身更大幅度地減少多巴胺能變性。

重要的是，研究表明，hUC-MSC衍生的EV可穿過(guò)血腦屏障 (BBB) 并到達(dá)中腦黑質(zhì)。一旦到達(dá)那里，他們就能夠減少帕金森病大鼠模型中阿樸嗎啡誘導(dǎo)的不對(duì)稱旋轉(zhuǎn)測(cè)試中的多巴胺能神經(jīng)元損失并改善行為缺陷，這表明這些EV對(duì)黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元的作用。

結(jié)論和未來(lái)展望

使用MSC衍生的分泌組（包括 EV）在多種人類疾病中進(jìn)行的多項(xiàng)臨床試驗(yàn)已經(jīng)證明了MSC衍生的分泌組的無(wú)可置疑的潛力及其相對(duì)于移植MSC的主要優(yōu)勢(shì)（表6）。同樣，隨著COVID-19的出現(xiàn)，人們做出了許多努力來(lái)尋找針對(duì)這種新疾病的新治療策略。

Disease	MSC product	Administration route	n	Trial ID	Outcomes
COVID-19	MSC-secretome	IV	20	NCT05122234	Concluded. Results not published.
COVID-19	MSC-sEVs	IV	60	NCT05216562	Unknown status
COVID-19/cytokine storm	Hypoxia MSC-secretome	IM	24	NCT04753476	Unknown status
COVID-19-associated pneumonia	BM-MSC-sEVs	Inhalation	24	NCT04276987	Concluded. Results not published.
COVID-19-associated pneumonia	MSC-sEVs	Inhalation	90	NCT04602442	Concluded. Results not published.
COVID-19-associated ARDS	BM-MSC-sEVs	IV	30	NCT05125562	Withdrawn
COVID-19-associated ARDS	BM-MSC-EVs	IV infusion	400	NCT05354141	Ongoing
COVID-19-associated ARDS	BM-MSC-EVs	IV infusion	N/A	NCT04657458	Ongoing
COVID-19-associated ARDS	BM-MSC-EVs	IV infusion	120	NCT04493242	The authors reported no adverse effects.
COVID-19-associated ARDS	MSC-sEVs	IV	55	NCT04798716	Ongoing
COVID-19-associated pneumonia	MSC- sEVs	Inhalation	30	NCT04491240	The authors reported no adverse effects.
Post-acute-COVID	BM-MSC-EVs	IV	60	NCT05116761	Ongoing
ARDS	MSC- sEVs	Inhalation	169	NCT04602104	Ongoing
ARDS	BM-MSC-EVs	Injectable	81	NCT05127122	Ongoing
Bronchopulmonary dysplasia	MSC-EVs	IV infusion	3	NCT03857841	The study was interrupted due to commercial analysis and inferential analysis was not performed.
Pulmonary infection resistant to carbapenem	AT-MSC-sEVs	Inhalation	60	NCT04544215	Concluded. Necrotizing colitis was reported at the lowest dose tested.
Ischemic stroke	UC-MSC-secretome	Intranasal or intraparenchymal	15	NCT05008588	Ongoing
Cerebrovascular diseases	MSC-sEVs enriched by miR-124	Intraparenchymal	5	NCT03384433	Ongoing
Cerebral palsy	UC-MSC-secretome	Intrathecal	78	NCT04314687	Ongoing
Alzheimer’s disease	MSC-sEVs	Intranasal	9	NCT04388982	Ongoing
Refractory Crohn’s disease	BM-MSC-EVs	IV	N/A	NCT04388982	Ongoing
Refractory Crohn’s disease	BM-MSC-EVs	IV	10	NCT05130983	Ongoing
Refractory ulcerative colitis	BM-MSC-EVs	IV	10	NCT05176366	Ongoing
Diabetes Mellitus type 1	UC-MSCs sEVS/m/lEVs	IV	20	NCT02138331	Concluded. Results not published.
Multiple organ failure	MSCs-sEVS	IV	60	NCT04356300	Ongoing

目前，由于間充質(zhì)干細(xì)胞分泌物的安全性和有效性還沒(méi)有得到充分證明，因此還沒(méi)有獲準(zhǔn)使用間充質(zhì)干細(xì)胞分泌物進(jìn)行治療。因此，在將間充質(zhì)干細(xì)胞分泌物作為一種有效的臨床應(yīng)用療法方面，仍有一些挑戰(zhàn)需要克服。

• 首先，為大規(guī)模生產(chǎn)間充質(zhì)干細(xì)胞衍生產(chǎn)品制定良好生產(chǎn)規(guī)范（GMP）指南至關(guān)重要。為保證達(dá)到 GMP 要求，必須制定間充質(zhì)干細(xì)胞生長(zhǎng)和生產(chǎn)及其分泌物分離的標(biāo)準(zhǔn)方案，以準(zhǔn)確定義間充質(zhì)干細(xì)胞衍生分泌物的生化成分（因?yàn)樗且环N沒(méi)有明確化學(xué)成分的生物制品）。

• 此外，如果采用引物策略，則不同批次之間的引物必須具有可重復(fù)性，分泌物調(diào)節(jié)的時(shí)間也必須具有可重復(fù)性。此外，間充質(zhì)干細(xì)胞的通過(guò)數(shù)量和供體的可變性也不容忽視，因?yàn)殚g充質(zhì)干細(xì)胞的活性以及間充質(zhì)干細(xì)胞分泌組的特性會(huì)受到供體年齡和性別的影響，年長(zhǎng)供體的BM-間充質(zhì)干細(xì)胞增殖率較低、成骨、成脂和神經(jīng)源能力也較低。

盡管如此，毫無(wú)疑問(wèn)，MSC衍生的分泌蛋白組可以作為傳統(tǒng)藥物在安全性、劑量和功效方面進(jìn)行分析，比使用干細(xì)胞移植具有優(yōu)勢(shì)。具有良好成本效益的經(jīng)濟(jì)方面以及更容易的儲(chǔ)存程序免除了潛在有毒物質(zhì)的使用也促進(jìn)了MSC衍生的分泌組的臨床使用。

總而言之，接下來(lái)的幾年無(wú)疑將決定性地克服MSC衍生分泌蛋白組所面臨的重大挑戰(zhàn)，使其臨床應(yīng)用更適合再生醫(yī)學(xué)的最多樣化領(lǐng)域。

參考資料：Catarina M. Trigo, Joana S. Rodrigues, Sérgio P. Cam?es, Susana Solá, Joana P. Miranda,
Mesenchymal stem cell secretome for regenerative medicine: Where do we stand?,
Journal of Advanced Research,2024,,ISSN 2090-1232,
https://doi.org/10.1016/j.jare.2024.05.004.

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