間充質(zhì)干細(xì)胞是多能祖細(xì)胞,能夠在人類發(fā)育過程中發(fā)育成多種細(xì)胞類型,包括脂肪細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、骨細(xì)胞和心肌細(xì)胞。人口老齡化和慢性病患病率的增加正在推動人們對間充質(zhì)干細(xì)胞的療法產(chǎn)生興趣。在過去的 150 年里,人類的平均壽命翻了一番,預(yù)期壽命還會繼續(xù)增加。
間充質(zhì)干細(xì)胞療法如何徹底改變現(xiàn)代醫(yī)學(xué)
在我國,預(yù)計到2050年將有5億人超過60歲。在日本,政府預(yù)計在20年內(nèi)將有50%的人口超過65歲。類似的人口統(tǒng)計數(shù)據(jù)正在影響歐洲和美國,所有這些都在加速基于細(xì)胞的療法(例如MSC)的市場機會。
間充質(zhì)干細(xì)胞的歷史
它們于1991年首次被描述,最初是從骨髓 (BM) 中分離出來的。隨后,從許多其他成人組織中分離出 MSC,包括但不限于脂肪組織、牙髓、腎臟、肺和肝臟。在胎兒發(fā)育過程中,骨髓、血液、肝臟和腎臟等組織中也存在MSC。
間充質(zhì)干細(xì)胞的同義詞包括:
- 藥用信號細(xì)胞
- 間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞
- 骨髓基質(zhì)細(xì)胞
鑒于這種命名可變性,這些細(xì)胞通常被稱為“MSC”。不幸的是,谷歌上的三個字母首字母縮寫詞“MSC”并沒有顯示關(guān)于這種細(xì)胞類型的文章。相反,它返回有關(guān)工業(yè)用品和游輪的結(jié)果,這就是我們在本網(wǎng)站的許多文章中使用術(shù)語間充質(zhì)干細(xì)胞的原因。
間充質(zhì)干細(xì)胞的機制
間充質(zhì)干細(xì)胞的細(xì)胞治療的兩個重要機制是免疫調(diào)節(jié)和旁分泌/內(nèi)分泌作用。在從骨髓、脂肪組織、臍帶和沃頓膠中分離的間充質(zhì)干細(xì)胞中觀察到免疫調(diào)節(jié)。與免疫抑制不同,免疫調(diào)節(jié)是一個動態(tài)過程,只有部分細(xì)胞受到影響。通過免疫調(diào)節(jié),間充質(zhì)干細(xì)胞能夠有效抑制急性和慢性炎癥。
MSCs的另一個重要特征是它們產(chǎn)生多種生長因子和細(xì)胞因子,這些生長因子和細(xì)胞因子能夠?qū)ζ渌?xì)胞發(fā)揮生物學(xué)作用。這些產(chǎn)品刺激宿主的干細(xì)胞,防止細(xì)胞凋亡(細(xì)胞死亡)并觸發(fā)血管生成(新血管生長)。
近年來,研究人員也開始探索可以從MSCs中獲得的成分,例如來自MSCs的細(xì)胞外囊泡(EVs),可以執(zhí)行特定的生物活動。與MSCs的整個細(xì)胞相似,來自MSCs的外泌體已證明具有修復(fù)組織損傷、抑制炎癥反應(yīng)和調(diào)節(jié)人體免疫系統(tǒng)的能力。
Aegle Therapeutics目前正在美國開展首個使用同種異體間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體的臨床試驗。Aegle的營養(yǎng)不良性大皰性表皮松解癥(“DEB”)的IND已獲得FDA批準(zhǔn),公司預(yù)計將于2020年下半年進(jìn)入臨床。
已發(fā)現(xiàn)從脂肪組織中分離出的外泌體通過影響成纖維細(xì)胞的特性來加速皮膚傷口愈合。來自 MSC 的細(xì)胞外囊泡 (EV) 顯示出相似的特性。已觀察到單次靜脈內(nèi)注射外泌體可改善心肌梗死后的心臟功能。研究還表明,MSCs的外泌體可以在體外促進(jìn)心臟干細(xì)胞增殖。進(jìn)一步的研究表明,來自MSC的外泌體可有效用于治療急性腎損傷、肝纖維化和肌肉骨骼疾病。
上述研究表明,我們可能正在見證一個時代,不僅間充質(zhì)干細(xì)胞,而且它們的副產(chǎn)品都可以用作治療劑。
擴展間充質(zhì)干細(xì)胞的應(yīng)用
除了被開發(fā)為治療一系列疾病的細(xì)胞療法外,間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 還被用作研究工具,用于組織工程和生物打印應(yīng)用,并被清潔肉類行業(yè)所采用。目前,基于 MSC 的臨床試驗正在針對一系列疾病進(jìn)行,許多已完成的試驗顯示出安全性和有效性。
間充質(zhì)干細(xì)胞的臨床效用主要歸因于它們的四個關(guān)鍵生物學(xué)特性,其中包括:
- 靜脈注射時,它們有可能遷移到組織損傷引起的炎癥部位
- 它們在人類發(fā)育過程中(和體外)分化成不同細(xì)胞類型的潛力
- 它們釋放不同生物活性分子的潛力,可以刺激受損細(xì)胞的恢復(fù)
- 它們預(yù)防炎癥和實現(xiàn)免疫調(diào)節(jié)功能的能力
目前,約有1,400項MSC臨床試驗正在世界不同地區(qū)進(jìn)行,包括美國、歐盟、中國、中東和韓國。只有少數(shù)使用間充質(zhì)干細(xì)胞的臨床試驗進(jìn)入了III期,表明只有有限數(shù)量的間充質(zhì)干細(xì)胞產(chǎn)品具有近期市場潛力,間充質(zhì)干細(xì)胞的治療市場仍處于早期階段。
推動間充質(zhì)干細(xì)胞市場增長的主要機遇包括:
- 增加對涉及間充質(zhì)干細(xì)胞的科學(xué)研究的投資
- 認(rèn)識到間充質(zhì)干細(xì)胞能夠發(fā)揮多種治療作用
- 間充質(zhì)干細(xì)胞的療法可以積極解決不斷擴大的疾病適應(yīng)癥范圍
- 加速流入間充質(zhì)干細(xì)胞衍生細(xì)胞外囊泡 (MSC-EV) 的研發(fā)
- 公司對獲取與間充質(zhì)干細(xì)胞相關(guān)的知識產(chǎn)權(quán) (IP) 的興趣日益濃厚
- 間充質(zhì)干細(xì)胞代表科學(xué)文獻(xiàn)中研究最多的干細(xì)胞類型,也是全球臨床試驗中最常使用的干細(xì)胞類型
可能影響間充質(zhì)干細(xì)胞市場增長的問題包括:
- 間充質(zhì)干細(xì)胞試驗中潛在的陰性臨床發(fā)現(xiàn)
- 引入競爭性治療方法
- 其他可能更通用的干細(xì)胞類型(如iPS細(xì)胞)的臨床進(jìn)展
- 擴大間充質(zhì)干細(xì)胞制造過程的困難
- 改變對間充質(zhì)干細(xì)胞的“定義”和“用途”的監(jiān)管觀點
由于間充質(zhì)干細(xì)胞具有獨特的能力來檢查受損組織并通過調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)和關(guān)閉炎癥做出反應(yīng),因此在全球范圍內(nèi)越來越多地探索它們的再生應(yīng)用。基于體外和體內(nèi)研究,間充質(zhì)干細(xì)胞的細(xì)胞療法的結(jié)果在各個臨床領(lǐng)域也令人鼓舞。
隨著全球近千項臨床試驗的注冊,間充質(zhì)干細(xì)胞能否徹底改變我們所知的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)?
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