間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 是成體干細(xì)胞，能夠分化成各種類型的中胚層衍生細(xì)胞，在各種醫(yī)學(xué)條件下的臨床前研究中顯示出可喜的結(jié)果。研究繼續(xù)探索它們在再生醫(yī)學(xué)中的潛力。

什么是間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC)？

間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 是從不同來源分離的成體干細(xì)胞，可以分化成其他類型的細(xì)胞。MSC的來源包括骨髓、脂肪（脂肪組織）和臍帶組織。

間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 可以自我更新，也可以表現(xiàn)出多向分化。它們可以通過移植來補(bǔ)充人體的干細(xì)胞數(shù)量，因?yàn)樗鼈兛梢员苊馊梭w免疫系統(tǒng)的負(fù)面反應(yīng)^[1]。

間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 因其獨(dú)特的細(xì)胞生物學(xué)、廣泛的臨床潛力以及作為快速發(fā)展的組織工程領(lǐng)域的核心組成部分而受到廣泛研究^[4]。研究間充質(zhì)干細(xì)胞治療疾病功效的臨床研究處于初步開發(fā)階段，特別是用于了解自身免疫性疾病、移植物抗宿主病和癌癥。國際細(xì)胞治療協(xié)會 (ISCT) 提出了定義間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 的標(biāo)準(zhǔn)。

間充質(zhì)是什么意思？

術(shù)語“間充質(zhì)”是指細(xì)胞的胚胎起源，特別是從中胚層胚層產(chǎn)生的細(xì)胞。中胚層胚層是在胚胎發(fā)育早期形成的三個(gè)主要胚層之一。中胚層產(chǎn)生各種類型的結(jié)締組織，例如肌肉、骨骼、軟骨和脂肪，以及形成血管、血細(xì)胞和泌尿生殖系統(tǒng)的細(xì)胞。

什么特征定義了人類間充質(zhì)干細(xì)胞？

國際細(xì)胞治療學(xué)會的間充質(zhì)和組織干細(xì)胞委員會建議了用于識別人類間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 的最低標(biāo)準(zhǔn)。

1. 第一：間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 在標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)條件下必須具有塑料粘附性。
2. 第二：間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 必須表達(dá)CD105、CD73和CD90，并且不表達(dá)CD45、CD34、CD14或 CD11b、CD79α或CD19以及HLA-DR表面分子。
3. 第三：間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 必須在體外分化為成骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和成軟骨細(xì)胞。

盡管識別間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSCs) 的標(biāo)準(zhǔn)可能需要隨著新知識的出現(xiàn)而調(diào)整，但相信ISCT提出的最低標(biāo)準(zhǔn)將導(dǎo)致對間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSCs) 的更一致的表征，并促進(jìn)間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSCs) 之間的合作研究人員。

目前，間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 研究受到各種細(xì)胞分離、擴(kuò)增和表征方法的阻礙，因此難以比較和對比研究結(jié)果。ISCT指南旨在規(guī)范間充質(zhì)干細(xì)胞研究。

間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSCs) 的分化潛能

間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 是一種成體干細(xì)胞，可以分化成多種細(xì)胞類型，包括成骨細(xì)胞（骨細(xì)胞）、軟骨細(xì)胞（軟骨細(xì)胞）和脂肪細(xì)胞（脂肪細(xì)胞）。人類間充質(zhì)干細(xì)胞也可以分化成其他細(xì)胞類型，如肌細(xì)胞（肌細(xì)胞）、神經(jīng)細(xì)胞（神經(jīng)細(xì)胞）和基質(zhì)細(xì)胞。

根據(jù)發(fā)表在《干細(xì)胞評論與報(bào)告》(Stem Cell Reviews and Reports) 雜志 (3) 上的一項(xiàng)同行評審研究，間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 已被證明可以分化成多種細(xì)胞類型，包括：

• 成骨細(xì)胞（骨細(xì)胞）
• 軟骨細(xì)胞（軟骨細(xì)胞）
• 脂肪細(xì)胞（脂肪細(xì)胞）
• 肌細(xì)胞（肌細(xì)胞）
• 神經(jīng)細(xì)胞（神經(jīng)細(xì)胞）
• 肝細(xì)胞（肝細(xì)胞）
• 胰腺細(xì)胞（胰腺細(xì)胞）
• 心肌細(xì)胞（心肌細(xì)胞）
• 內(nèi)皮細(xì)胞（血管細(xì)胞）
• 上皮細(xì)胞（排列在表面的細(xì)胞）

在國際分子科學(xué)雜志上發(fā)表的另一項(xiàng)同行評審研究中，間充質(zhì)細(xì)胞可以分化為中胚層譜系細(xì)胞，包括成骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞和軟骨細(xì)胞，分別作為外胚層和內(nèi)胚層來源的細(xì)胞，如神經(jīng)細(xì)胞和肝細(xì)胞。⁽⁴⁾

值得注意的是，間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 的分化潛能可能因干細(xì)胞來源、擴(kuò)增條件和培養(yǎng)它們的微環(huán)境而異。

什么是分化潛能？

分化是指不太特化的細(xì)胞變成更特化的細(xì)胞類型。在間充質(zhì)干細(xì)胞中，分化是指干細(xì)胞變成特定細(xì)胞類型的過程，例如肌肉細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞或骨細(xì)胞。

遺傳和表觀遺傳因素的復(fù)雜相互作用控制著分化過程。遺傳因素包括特定轉(zhuǎn)錄因子和信號分子的表達(dá)，而表觀遺傳因素包括DNA甲基化、組蛋白修飾和非編碼RNA表達(dá)的變化。

分化過程可分為幾個(gè)階段。第一階段是特定基因的激活，導(dǎo)致控制細(xì)胞命運(yùn)的轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)。第二階段是細(xì)胞增殖的開始和特定細(xì)胞類型的形成。最后階段是細(xì)胞的成熟，這導(dǎo)致功能細(xì)胞的形成。

多種因素會影響分化潛能

各種因素，如微環(huán)境、生長因子的可用性和其他細(xì)胞的存在，都會影響分化過程。例如，特定的信號分子，如骨形態(tài)發(fā)生蛋白 (BMP) 或 Wingless 相關(guān)整合位點(diǎn) (Wnts)，可以分別促進(jìn)干細(xì)胞分化為骨細(xì)胞或神經(jīng)細(xì)胞。

在MSCs或多能間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞的情況下，分化過程可以由分化劑誘導(dǎo)，例如特定的培養(yǎng)基中的特定生長因子、激素或化合物。間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 的分化潛能可能因細(xì)胞來源、擴(kuò)增條件和培養(yǎng)它們的微環(huán)境而異。

間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 的功能是什么？

分化潛能

間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 具有廣泛的功能，包括分化成各種細(xì)胞類型的能力，例如成骨細(xì)胞（骨細(xì)胞）、軟骨細(xì)胞（軟骨細(xì)胞）和脂肪細(xì)胞（脂肪細(xì)胞）。此外，間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 可以抑制免疫反應(yīng)并促進(jìn)組織修復(fù)。

免疫調(diào)節(jié)特性

間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC)以其免疫調(diào)節(jié)特性而聞名，這意味著它們可以調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的活動、減少炎癥和抑制免疫反應(yīng)。這一特性使它們成為各種條件下基于細(xì)胞療法的有希望的候選者，例如自身免疫性疾病、移植物抗宿主病和移植排斥反應(yīng)。

促進(jìn)組織修復(fù)和再生

間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 還可以通過釋放生長因子和細(xì)胞因子來促進(jìn)組織修復(fù)，這有助于將其他細(xì)胞募集到損傷部位。這些生長因子和細(xì)胞因子還可以促進(jìn)組織修復(fù)所必需的新血管的形成。

間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 也在臨床前和臨床研究中進(jìn)行評估，以治療骨關(guān)節(jié)炎、成骨不全癥、克羅恩氏病、多發(fā)性硬化癥、帕金森氏癥和許多其他疾病。

值得注意的是，雖然間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 在臨床前研究中顯示出令人鼓舞的結(jié)果，但仍需要更多的研究來充分了解它們的潛力并開發(fā)安全有效的療法。

在哪里可以找到間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC)？

間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 有多種來源，包括：

1. 骨髓是最常用的間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 來源。骨髓是骨骼內(nèi)部的海綿狀組織，含有未成熟細(xì)胞，包括間充質(zhì)干細(xì)胞。這些細(xì)胞可以通過稱為骨髓抽吸的程序收集，這是一種相對簡單且安全的程序。
2. 脂肪組織（脂肪組織）：間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）也可以從脂肪組織中分離出來，脂肪組織是體內(nèi)儲存脂肪的組織。脂肪組織可以通過吸脂術(shù)獲得，這是一種使用空心不銹鋼管從體內(nèi)去除脂肪的手術(shù)。
3. 臍帶組織：間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 也可以從臍帶組織中獲得，臍帶組織是連接胎兒和胎盤的組織。細(xì)胞可以在出生時(shí)收集，并可以儲存以備將來使用。
4. 外周血：在健康成人的外周血中可以發(fā)現(xiàn)少量間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC)。這些細(xì)胞可以通過稱為單采術(shù)的程序收集，類似于獻(xiàn)血。
5. 胎盤組織：間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 也可以從胎盤組織中獲得。細(xì)胞可以在出生時(shí)收集，并可以儲存以備將來使用。
6. 滑液：在關(guān)節(jié)的滑液中可以發(fā)現(xiàn)少量的間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）?；嚎梢酝ㄟ^稱為關(guān)節(jié)穿刺術(shù)的程序獲得，這是一種相對簡單且安全的程序。
7. 牙髓：在牙齒的牙髓中可以發(fā)現(xiàn)少量的間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC)。牙髓可以通過稱為根尖切除術(shù)的手術(shù)獲得，這是一種去除牙根尖端的外科手術(shù)。

來自臍帶組織的細(xì)胞，特別是沃頓氏膠質(zhì)細(xì)胞，是可用的最年輕和最原始的MSC。大多數(shù)臍帶在分娩后被丟棄，這種來源無害且容易獲得。

這些細(xì)胞的年輕特性使它們具有巨大的潛力，可以轉(zhuǎn)化為體內(nèi)所需的任何類型的細(xì)胞。年輕的細(xì)胞也傾向于更快地復(fù)制，MSCs不僅可以分化成其他細(xì)胞類型，而且可以繁殖以增加它們對身體的治療效果。研究人員還發(fā)現(xiàn)，干細(xì)胞的效力與其年齡有關(guān)，這使得臍帶組織間充質(zhì)干細(xì)胞成為最有能力的細(xì)胞之一。

值得注意的是，來自不同來源的MSC的分離和擴(kuò)展可能會有所不同并具有其他特性。此外，從某些位置（例如外周血和滑液）分離MSC可能比骨髓、脂肪組織或臍帶組織來源的間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 更具挑戰(zhàn)性且效率更低。

間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 的缺點(diǎn)是什么？

雖然間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 和多能干細(xì)胞在臨床前研究中顯示出可喜的結(jié)果，但它們在研究中的應(yīng)用也存在一些局限性和挑戰(zhàn)：

1. 異質(zhì)性：來自不同來源（例如骨髓和脂肪組織）的 MSC 可能具有其他特性，并且可能無法完全互換。這使得比較不同研究的結(jié)果變得困難。
2. 分離和擴(kuò)增的可變性：來自不同來源的 MSC 的分離和擴(kuò)增可能會有所不同，并且可能具有其他特性，因此很難將一項(xiàng)研究的結(jié)果復(fù)制到另一項(xiàng)研究。
3. 有限的分化潛能：雖然 MSCs 可以分化成各種細(xì)胞類型，但它們的分化潛能可能會因細(xì)胞來源、擴(kuò)增條件和培養(yǎng)它們的微環(huán)境而異。
4. 質(zhì)量控制：需要標(biāo)準(zhǔn)化的方法來分離、擴(kuò)增和表征 MSC，這有助于確保研究中使用的細(xì)胞的質(zhì)量和一致性。
5. 安全性和有效性：雖然間充質(zhì)干細(xì)胞在臨床前研究中顯示出可喜的結(jié)果，但還需要更多的研究來了解它們的潛力并充分開發(fā)安全有效的療法。

間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSCs) 與造血干細(xì)胞 (HSCs)

間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）和造血干細(xì)胞（HSCs）都是成體干細(xì)胞，但有明顯的區(qū)別。

1. 分化潛能：間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）可以分化成多種細(xì)胞類型，如成骨細(xì)胞（骨細(xì)胞）、軟骨細(xì)胞（軟骨細(xì)胞）和脂肪細(xì)胞（脂肪細(xì)胞），以及其他細(xì)胞類型，如肌細(xì)胞（肌肉細(xì)胞）、神經(jīng)細(xì)胞（神經(jīng)細(xì)胞）和基質(zhì)細(xì)胞。相反，HSC 主要分化為血細(xì)胞和免疫系統(tǒng)的細(xì)胞，例如紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板。
2. 來源：間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）可分離自多種來源，如骨髓、脂肪組織、臍帶、外周血、胎盤組織、滑液和牙髓。另一方面，HSC 主要從骨髓中獲得，但也可以在外周血中發(fā)現(xiàn)少量。
3. 免疫特性：間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 具有免疫調(diào)節(jié)特性，這意味著它們可以調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的活性，減少炎癥并抑制免疫反應(yīng)。另一方面，HSC負(fù)責(zé)產(chǎn)生和維持免疫系統(tǒng)細(xì)胞，因此它們不具有相同類型的免疫調(diào)節(jié)特性。
4. 治療應(yīng)用：間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 已被研究用于許多治療應(yīng)用，包括組織修復(fù)、再生醫(yī)學(xué)和各種疾病的細(xì)胞療法。另一方面，HSC 主要用于治療血液疾病，如白血病、淋巴瘤和鐮狀細(xì)胞性貧血，以及骨髓移植。

值得注意的是，間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 和HSC是復(fù)雜的細(xì)胞類型，關(guān)于它們的特性和潛在的治療應(yīng)用仍有很多需要了解的地方。

間充質(zhì)干細(xì)胞可用于哪些醫(yī)療條件？

間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 已被研究用于廣泛的治療應(yīng)用，包括組織修復(fù)、再生醫(yī)學(xué)和針對各種疾病的細(xì)胞療法。研究過MSC的一些醫(yī)療條件包括：

1. 骨關(guān)節(jié)炎：促進(jìn)軟骨修復(fù)并減少骨關(guān)節(jié)炎的炎癥，骨關(guān)節(jié)炎是一種退化性關(guān)節(jié)疾病，會影響關(guān)節(jié)中的軟骨和骨骼。
2. 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎：可用于治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的抗炎和免疫調(diào)節(jié)特性。這種自身免疫性疾病會導(dǎo)致炎癥和關(guān)節(jié)損傷。
3. 移植物抗宿主?。?/strong>免疫抑制特性可能使 MSCs 可用于治療移植物抗宿主病。這種并發(fā)癥可能發(fā)生在骨髓移植后。
4. 心肌梗塞：已經(jīng)研究了 MSCs 在心臟病發(fā)作后促進(jìn)心臟組織修復(fù)的潛力。
5. 脊髓損傷：已經(jīng)研究了 MSCs 促進(jìn)受損神經(jīng)組織和脊髓損傷修復(fù)的潛力
6. 自身免疫性疾病： MSC 已被證明具有抗炎和免疫調(diào)節(jié)特性，這可能有助于治療自身免疫性疾病，例如多發(fā)性硬化癥和狼瘡。
7. 1型糖尿?。?/strong>已檢查 MSCs 是否有潛力幫助保護(hù) 1 型糖尿病患者體內(nèi)產(chǎn)生胰島素的細(xì)胞
8. 肺部疾?。?/strong>間充質(zhì)干細(xì)胞在慢性阻塞性肺病 (COPD) 和急性呼吸窘迫綜合征 (ARDS) 等疾病中幫助修復(fù)肺組織的潛力已被審查。
9. 多發(fā)性硬化癥 (MS)： MSC 已被證明具有抗炎和免疫調(diào)節(jié)特性，這可能有助于治療 MS。這種自身免疫性疾病會影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)。
10. 萊姆病：已經(jīng)分析了間充質(zhì)干細(xì)胞在幫助修復(fù)組織損傷和減少由萊姆病引起的炎癥方面的潛力，萊姆病是一種由蜱傳播的細(xì)菌感染。
11. 帕金森氏病：已經(jīng)檢查了MSCs是否有潛力幫助保護(hù)和修復(fù)在帕金森氏?。ㄒ环N影響運(yùn)動的退化性疾病）中受損的大腦神經(jīng)細(xì)胞。
12. ALS（肌萎縮性側(cè)索硬化癥）：已經(jīng)研究了MSCs在幫助保護(hù)和修復(fù)ALS中受損的脊髓神經(jīng)細(xì)胞方面的潛力，ALS 是一種影響大腦和脊髓神經(jīng)細(xì)胞的進(jìn)行性神經(jīng)退行性疾病。

值得注意的是，盡管MSCs在臨床前研究中顯示出令人鼓舞的結(jié)果，但還需要更多的研究來充分了解它們的潛力并開發(fā)安全有效的療法。此外，仍考慮使用MSCs作為治療方法。自19世紀(jì)末以來，醫(yī)學(xué)界就知道 MSC的存在。然而，直到最近的進(jìn)步，醫(yī)生才能夠激活和補(bǔ)充這些細(xì)胞來治療各種疾病。

References:

(1) Ullah, I., Subbarao, R. B., & Rho, G. J. (2015, April 28). Human mesenchymal stem cells – current trends and future prospective. Retrieved from?https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4413017/.

(2) Ding DC, Shyu WC, Lin SZ. Mesenchymal stem cells. Cell Transplant. 2011;20(1):5-14. doi: 10.3727/096368910X. PMID: 21396235.

(3) Pittenger MF, Mackay AM, Beck SC, Jaiswal RK, Douglas R, Mosca JD, Moorman MA, Simonetti DW, Craig S, Marshak DR. Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells. Science. 1999 Apr 2;284(5411):143-7. doi: 10.1126/science.284.5411.143. PMID: 10102814.

(4) Williams AR, Hare JM. Mesenchymal stem cells: biology, pathophysiology, translational findings, and therapeutic implications for cardiac disease. Circ Res. 2011 Sep 30;109(8):923-40. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.111.243147. PMID: 21960725; PMCID: PMC3604746.

(5) Mesenchymal Stem Cells: Biology, Pathways, Translations, and Therapeutic Implications” R. Mishra and S.A. Pittenger, International Journal of Molecular Sciences, 2019.

(6) Comparison of bone marrow- and adipose tissue-derived mesenchymal stem cells: a systematic review” by L. Huang, Y. Liu, P. Cui, and L. Li, Stem Cell Reviews and Reports, 2010.

(7) Standardization of mesenchymal stem cell isolation, expansion and characterization” by C.D. Corcione, R. De Bari, and M.L. Lazzari, Journal of Cellular and Molecular Medicine, 2009.

版權(quán)聲明：本網(wǎng)站所有注明“來源：杭吉干細(xì)胞科技”或“來源：杭吉干細(xì)胞科技”的文字、圖片和音視頻資料，版權(quán)均屬于杭吉干細(xì)胞科技網(wǎng)站所有。非經(jīng)授權(quán)，任何媒體、網(wǎng)站或個(gè)人不得轉(zhuǎn)載，否則將追究法律責(zé)任。取得書面授權(quán)轉(zhuǎn)載時(shí)，須注明“來源：杭吉干細(xì)胞科技”。其它來源的文章系轉(zhuǎn)載文章，本網(wǎng)所有轉(zhuǎn)載文章系出于傳遞更多信息之目的，轉(zhuǎn)載內(nèi)容不代表本站立場。不希望被轉(zhuǎn)載的媒體或個(gè)人可與我們聯(lián)系，我們將立即進(jìn)行刪除處理。

免責(zé)說明：本文僅用于傳播科普知識，分享行業(yè)觀點(diǎn)，不構(gòu)成任何臨床診斷建議！如有版權(quán)等疑問，請隨時(shí)聯(lián)系我。

標(biāo)簽: 間充質(zhì)干細(xì)胞