間充質干細胞起源：在1960年代，Friedenstein等人確定了在體外形成克隆集落的成纖維細胞樣細胞群（CFU-F，集落形成單位-成纖維細胞）。Friedenstein?的觀察發現了一種特定類型的細胞，目前稱為間充質干細胞?(MSC)。MSC是原代的、非特化的、非造血的、可塑性貼壁細胞，具有巨大的增殖潛力以及自我更新和分化的能力。
2006年，國際細胞治療學會?(ISCT)?提出了定義人類多能間充質基質細胞的基本標準，后來其名稱演變為MSC。除了它們在標準培養條件下的塑料粘附特性和三系分化成成骨細胞、軟骨細胞和脂肪細胞的能力外，>95%的MSCs群體對三種特異性表面標記呈陽性——CD73?(SH3/4)、CD90?(Thy-1)?),?和CD105?(SH2)——并且不表達CD45、CD34、CD14、CD11b、CD79a、CD19或主要組織相容性復合體?(MHC)?II類。
間充質干細胞的優點有哪些？
目前，正在研究干細胞在治療許多無法治愈的疾病中的潛在廣泛用途。如今，現代治療策略愿意使用來自不同來源的間充質干細胞 (MSC)。
研究人員越來越意識到間充質干細胞的性質及其使用的新可能性。由于它們的特性，尤其是它們自我再生、分化成多個細胞譜系和參與免疫調節的能力，間充質干細胞已成為開發現代有效的未來治療策略的有前途的工具。間充質干細胞的巨大潛力和可用性允許它們在治療許多不治之癥方面的各種臨床應用。除了它們的許多優點和益處之外，關于間充質干細胞的使用仍然存在一些問題。間充質干細胞的作用機制是什么？他們如何到達目的地？間充質干細胞臨床使用安全嗎？這些是當間充質干細胞被視為治療工具時出現的主要問題。
間充質干細胞的來源
間充質干細胞（mesenchymal stem cells,MSC）是具有自我更新能力，并具備多種分化潛能的多能干細胞，它可以分化為多種類型的細胞。
同時，其容易從多種組織獲取和分離，如：骨髓、脂肪組織、牙髓及牙周膜、真皮、關節滑膜等；在體內和體外的特定誘導條件下——分化為：脂肪、骨骼、軟骨、肌肉、肌腱、韌帶、神經、肝臟、心肌、內皮、甚至血液等多種組織細胞。
說白了，間充質干細胞就好比“孫悟空身上的毛”般千變萬化。并且只要有血管的地方就有間充質，它附著于毛細血管保護皮膚，同時增加皮膚免疫功能。
間充質干細胞有“隨心而變”的特點——包括易于獲取、體外增殖快、凍存后活性損失小、低免疫原性和無毒副作用。多年來，間充質干細胞被廣泛應用于多種疾病的治療性研究。
間充質干細胞獨特優勢——成為細胞治療的主要參與者
- 1.臍帶中的間充質干細胞更原始，有更強的增殖分化能力。
- 2.間充質干細胞可分化為各種類型的功能細胞，用于治療多種疾病，不產生腫瘤。
- 3.間充質干細胞潛伏性病毒和病原微生物的感染及傳播率較低。
- 4.采集對產婦及新生兒無任何危害損傷。間充質干細胞易于保存和運輸，倫理爭議少。
- 5.間充質干細胞具有免疫調節作用，使用時無需嚴格配型，適用于家族三代以內親屬。
目前，許多研究集中在MSCs在細胞治療中的應用。MSC被用作治療關節退行性變化以及重建骨骼和軟骨的工具，并用于整形外科、美容醫學、心血管疾病、內分泌和神經系統疾病、細胞移植以及受損肌肉骨骼組織的修復。由于這些細胞的特殊性質，例如它們的快速增殖、高分化能力和遷移到損傷部位的能力，正在測試新的臨床應用。
BM-MSC是臨床環境中最常用的。
BM-MSC也首先被美國食品和藥物管理局注冊為一種名為“Prochymal”的抗移植物抗宿主病藥物。
成人間充質干細胞 (Prochymal?) 在治療患有嚴重難治性急性移植物抗宿主病的兒科患者中的療效和安全性
2017年，“Alofisel”被歐洲藥品管理局注冊用于治療復雜性肛周瘺管。該藥物基于擴增的脂肪干細胞。
在這兩種情況下，藥物都是同種異體的，這提供了其他自體產品的強大優勢，因為可以在發布前對安全性和效力進行詳細測試。如今，其他來源的MSC也用于臨床治療。
波蘭克拉科夫雅蓋隆大學醫學院心臟血管疾病系使用沃頓果凍分離的間充質干細胞治療急性心肌梗死患者，顯示了該療法的安全性和可行性。
目前，我們正在進行以WJ-MSCs為基礎的產品“CardioCell”在三個適應癥中的II/III期隨機、雙盲臨床試驗：急性心肌梗死（AMI-Study，EudraCT Number：2016-004662） -25）、慢性缺血性心力衰竭（CIHF-Study，EudraCT編號：2016-004683-19）和非選擇性嚴重肢體缺血（NO CLI-Study，EudraCT編號：2016-004684-40）。
然而，應該指出的是，盡管我們對它們的體外特性有很多了解，但我們對MSCs的體內行為知之甚少。由于它們具有區分能力，它們可以直接起作用，也可以通過產生和分泌許多增強受損組織內源性再生潛力的因子間接起作用。
干細胞治療的新方法是使用細胞外囊泡 (EV)，它可以用作MSC的替代品。EV作為治療載體具有旁分泌作用，無需細胞直接參與。它們從干細胞中釋放出來，并向目標位點提供許多成分，例如 mRNA、DNA和蛋白質。
間充質干細胞的遷移和歸巢
間充質干細胞的治療效果取決于它們到達受傷部位的能力，這是由于它們能夠遷移、粘附和移植到目標組織中。有幾個因素會影響?MSCs歸巢的治療效果。其中，培養條件、傳代數、供體年齡、分娩方式和宿主接受性起著重要作用。已經表明，與體外培養的細胞相比，新鮮分離的細胞具有更高的植入效率，這可能是細胞在體外培養條件中經歷的老化/分化過程的結果。培養條件對歸巢能力也有重大影響，因為它們可以修改參與此過程的表面標記的表達。例如，趨化因子受體CXCR4參與MSC的遷移。
細胞療法的功效在很大程度上取決于遞送方法。
最常用的間充質干細胞給藥方法是靜脈輸注。然而，在細胞到達它們的目標之前，大多數細胞被困在各種器官的毛細血管中，尤其是在肺部。這種磨損可以解釋為MSC是相對較大的細胞并表達各種粘附分子。盡管MSCs可以被困在肺部，但大量證據表明它們能夠歸巢到受傷的組織。有趣的是，最近的數據還表明，盡管存在與靜脈內輸注相關的問題，但這種途徑的療效與其他MSC遞送方式相似。
在某些情況下，動脈內注射似乎是一種更有效的途徑。已經表明，與通過股靜脈給藥相比，通過頸內動脈遞送MSCs更有效地促進了它們的遷移和歸巢到受傷的大腦中。與這種遞送途徑相關的風險包括可能在微血管中出現的閉塞。當MSC被直接輸送到受損區域附近的心臟時，到達梗塞周圍區域的細胞數量要高得多。
正如已經提到的，有效的間充質干細胞的治療的必要條件是細胞到達損傷部位并回到受影響的組織。毫無疑問，特定受體和粘附分子以及與內皮細胞的相互作用在這種遷移和歸巢中起著至關重要的作用。細胞粘附蛋白在質膜中表達，例如整合素，其參與細胞與細胞外基質蛋白 (EMC) 的粘附，例如膠原蛋白、纖連蛋白和層粘連蛋白。體內研究表明，MSC表現出趨化特性，并且在靜脈注射后能夠附著于內皮細胞并在內皮細胞之間向受損組織遷移，以響應在炎癥條件下上調的因子。然而，它們的跨內皮遷移 (TEM)、滲出以及歸巢到損傷和炎癥部位的詳細機制尚未得到詳細解釋。據推測，這種機制可能類似于白細胞的機制（圖2) 但在不同粘附分子的參與下進行。
間充質干細胞的免疫學特性
人們普遍認為間充質干細胞不顯示免疫原性，因此可以將它們移植到同種異體宿主而不需要免疫抑制。它們的作用機制基于它們的免疫調節特性和免疫抑制活性。它們能夠抑制免疫系統不同細胞的增殖和激活。
動物體內實驗和臨床試驗結果表明間充質干細胞能有效治療多種免疫疾病。間充質干細胞的體外和體內實驗均表明，間充質干細胞能抑制T細胞、B細胞、樹突狀細胞、巨噬細胞和NK細胞的過度免疫反應。
間充質干細胞療法的安全性
迄今為止，已經進行了許多研究來調查間充質干細胞的療法的安全性。臨床試驗表明，體外培養的人類間充質干細胞不易受到不良變化的影響。
2012年，加拿大渥太華大學麻醉學系使用BM-MSC的臨床試驗。在對36項研究進行全面分析后，他們發現MSCs的使用與致瘤潛力之間沒有關系，并且沒有報告該療法的嚴重副作用。
Karussis等人還研究了MSCs治療的安全性和影響。多發性硬化癥和肌萎縮側索硬化癥患者。在34名接受檢查的患者中，在一項持續25個月的研究中，沒有觀察到治療引起的嚴重不良反應。
此外，移植后1年對20名患者進行了檢查，MRI結果未顯示任何令人不安的變化。然而，將需要更多關于使用MSCs療法的安全性的長期研究和觀察。
間充質干細胞的優勢點
目前，有關間充質干細胞的治療方法已經研究了數十年，許多臨床研究已經完成或正在進行中。與其他干細胞相比，MSC在具有多項分化潛能的同時，幾乎沒有成瘤性和致瘤性；也不存在倫理問題，因為它容易從多種組織獲取分離，如：骨髓、脂肪組織，臍帶等。
結束語：間充質干細胞無疑是治療許多疾病的巨大希望。由于它們的獨特特性，例如易于分離和培養、在許多組織中的可用性、它們的免疫調節特性以及它們的使用不會引起倫理問題，因此它們比胚胎干細胞具有很大的優勢。我們相信它們可以用于自體和同種異體移植。盡管有大量的體外和體內研究表明，間充質干細胞遷移和歸巢的機制需要進一步詳細研究。毫無疑問，這些細胞可以遷移并回到受損組織。
未來需要長期研究和觀察來研究間充質干細胞療法的長期影響，包括負面影響。根據我們的數據，間充質干細胞的同種異體臨床應用似乎是再生醫學中有前途的工具。
參考資料：Karussis?D,?Karageorgiou?C,?Vaknin-Dembinsky?A,?Gowda-Kurkalli?B,?Gomori?JM,?Kassis?I,?Bulte?JW,?Petrou?P,?Ben-Hur?T,?Abramsky?O,?Slavin?S.?Safety?and?immunological?effects?of?mesenchymal?stem?cell?transplantation?in?patients?with?multiple?sclerosis?and?amyotrophic?lateral?sclerosis.?Arch?Neurol.?2010?Oct;67(10):1187-94.?doi:?10.1001/archneurol.2010.248.?PMID:?20937945;?PMCID:?PMC3036569
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