结语
MSC 可来源于脐带 (UC-MSC)、骨髓 (BM-MSC) 和脂肪组织 (AD-MSC)。传统上,BM-MSC 在很长一段时间内一直作为主要干细胞来源,然而,与其采购相关的挑战和风险引发了对替代和更方便来源的研究。间充质干细胞在细胞治疗研究中发挥着重要作用,并已被证明在治疗不同疾病方面具有临床应用价值。然而,在应用任何来源的间充质干细胞之前,必须对其安全性和有效性进行彻底评估。该评估应从动物模型开始并进展到临床试验,以确保全面了解其潜在的益处和风险。
间充质干细胞(MSC)由于其独特的性质和潜在的治疗应用而在再生医学领域引起了极大的关注。这些多能细胞可以分化成各种细胞类型,有助于组织修复并调节免疫系统。间充质干细胞更令人感兴趣的是它们的来源多种多样,每种都表现出不同的功能能力。在这篇博客中,我们将深入研究不同的 MSC 来源及其不同的潜力。
骨髓来源的间充质干细胞
骨髓间充质干细胞 (BM-MSC) 由 Friedenstein 于 1976 年发现,此后已成为再生医学的重要参与者。尽管骨髓是人类 MSC 的主要来源,但骨髓内 MSC 的数量却出人意料地低,仅占基质细胞总数的 0.001-0.01%,尽管其造血干细胞丰富。所以, 体外 扩增对于达到临床所需的细胞数量至关重要。
更复杂的是,骨髓间充质干细胞的数量和质量随着年龄的增长而下降,这对其在老年患者中的应用构成了重大障碍。挑战在于如何有效地将自体 BM-MSC 扩增至治疗水平。此外,BM-MSC 的采集是一种侵入性且痛苦的过程,需要全身麻醉,限制了其治疗应用的可用性。
然而,尽管存在这些挑战,临床前和临床试验均显示 BM-MSC 在治疗各种疾病方面具有良好的效果,并且在随访期间的副作用最小。值得注意的是,BM-MSC 在治疗以下疾病方面表现出有效性: 骨性关节炎、神经退行性疾病、运动相关损伤以及器官移植后的移植物抗宿主病(GvHD)。
脂肪组织来源的间充质干细胞
脂肪组织源性间充质干细胞 (AD-MSCs) 是 BM-MSCs 的一种有前景的替代品。 AD-MSCs是通过抽脂手术从皮下脂肪组织中获得的,可以快速大量获得且具有高细胞活性,使其成为更容易获取的资源。
与BM-MSCs相比,AD-MSCs的分离侵入性更小、更方便、更容易。 AD-MSC 是基质血管部分 (SVF) 的重要组成部分,约占该部分细胞的 50%,这比其微环境中 BM-MSC 的表达量高出近 500 倍。如果收获足够大体积的脂肪抽吸物,AD-MSC 可以在临床上使用,无需大量扩增。与 BM-MSC 一样,AD-MSC 的数量和质量随着年龄的增长而下降。然而,AD-MSC 在形态、表型和功能上与 BM-MSC 非常相似,这使它们成为有吸引力的替代品。
白色脂肪组织的不同区域——皮下脂肪组织(SAT)和内脏脂肪组织(VAT)——由于其不同的发育起源和微环境,产生具有不同基因谱、分泌组和干细胞标记的间充质干细胞。
AD-MSCs 具有长期细胞培养的稳定性、有效的体外扩增和高多谱系分化潜力。它们保持分化为中胚层来源细胞的能力,表现出低免疫原性和强大的免疫调节作用。 AD-MSCs 的 HLA-DR 蛋白表达率不到 1%,因此表现出免疫抑制作用,使其适合同种异体移植和耐药性免疫疾病的治疗。
此外,AD-MSC 的免疫调节作用优于 BM-MSC,这归因于其细胞因子分泌水平升高。 AD-MSCs具有较高的增殖能力和较低的衰老率,加上保留的分化潜力,使得AD-MSCs在长期培养中具有遗传和形态稳定。尽管与 BM-MSC 相比,AD-MSC 对成骨和软骨形成谱系的分化潜力较低,但 AD-MSC 更倾向于脂肪细胞谱系分化。 AD-MSC 分泌血管内皮生长因子 (VEGF) 和血小板衍生生长因子 (PDGF) 等促血管生成因子,使其成为治疗心肌梗死等疾病的有希望的候选者。
AD-MSC 因其多功能性而受到广泛认可,提供了一种具有广泛治疗作用的可行解决方案,包括 自身免疫性疾病、心血管疾病、皮肤疾病、骨科疾病。
脐带间充质干细胞
脐带间充质干细胞 (UC-MSC) 的来源多种多样,例如华顿胶、脐带内膜和脐带血管周围区域。脐带通常作为医疗废物丢弃,但却是丰富且非侵入性获取的 MSC 储存库。 UC-MSC 的提取过程是非侵入性的,无需直接从患者身上获取细胞。间充质干细胞是从捐赠的人类脐带中道德采购的。
与 BM-MSC 和 AD-MSC 相比,UC-MSC 表现出更高的增殖潜力,能够更有效地进行体外扩增并产生更多的细胞数量。这些多能细胞可以分化成各种细胞类型,包括源自外胚层和中胚层的细胞类型。 UC-MSC 表达多能性基因标记 Oct-4、nanog 和 Sox-2 的水平低于胚胎干细胞 (ESC),但高于 BM-MSC。这表明 UC-MSC 可能代表原始干细胞的一个子集。
与 BM-MSC 和 AD-MSC 类似,UC-MSC 分泌生长因子、细胞因子和趋化因子,增强细胞修复机制。这些功能有助于 MSC 的抗炎和免疫调节特性。与 AD-MSC 一样,UC MSC 表达与 BM-MSC 相似的标记物,但 HLA-DR 表达较低,降低了移植排斥的风险,并促进其在同种异体移植中的使用。
UC-MSC 已在多个临床试验中针对不同适应症进行了测试,包括 I 型糖尿病、SLE、多发性硬化症、类风湿性关节炎、克罗恩病、同种异体移植相关疾病以及感染(即 HIV 和败血症)。

图片来源:Prakash N、Kim J 等人, doi: 10.1186/s40824-023-00371-0.
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表 1:不同来源分离的 MSC 之间的比较。
特征: | 骨髓间充质干细胞 | AD-MSC | 间充质干细胞 |
收获程序 | 侵入的 | 微创 | 非侵入性 |
细胞产量 | 降低 | 更高 | 降低 |
年龄对细胞数量和质量的影响 | 随着年龄的增长而下降 | 随着年龄的增长而下降 | 未受影响 |
增殖能力 | 较低的增殖潜力 | 较低的增殖潜力 | 更高的增殖潜力 |
胚胎标志物的表达 | 降低 | 降低 | 更高 |
免疫调节特性 | 良 | 良 | 良 |
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