自体间充质干细胞疗法与其他类型的干细胞疗法相比有何优势？

间充质干细胞为临床应用提供了多种优势，例如可用性和易于采集；多系分化潜能；有效的免疫抑制作用；安全，输注同种异体细胞后不存在恶性转化的可能性，这在ESC和iPSC中很常见…

---

人类间充质干细胞（hMSC）在再生医学领域显示出前景，因为它们可以调节许多不治之症。间充质干细胞也称为间充质基质细胞，是成体干细胞的一种，在维持和修复成体各种组织和器官中发挥作用。hMSC已成为多种疾病细胞治疗的有前途的候选者，例如心血管疾病、糖尿病肾病以及各种脑损伤，包括中风、神经创伤和中暑。

MSC是存在于成人骨髓中的非造血、多能细胞。它们能够自我更新和多系分化为中胚层来源的各种组织，例如骨、软骨、肌腱、脂肪、心脏、肌肉和骨髓基质。与其他类型的干细胞相比，hMSC显示出多种优越的治疗用途特性。为了成功地利用hMSC进行基于细胞的治疗，需要大量的细胞，需要大量的离体细胞扩增。由于临床上需要长时间的离体扩增以获得足够数量的细胞用于治疗，长期培养可能会引起hMSC的持续变化，包括细胞衰老。考虑离体培养中hMSC的优点和缺点将为我们提供一些新方法来克服其治疗功效的局限性并最大限度地发挥其临床价值。

间充质干细胞在临床应用中相对于其他干细胞类型的优势

在各种干细胞类型中，hMSC在细胞疗法的临床应用中表现出多种优越的特性。每种干细胞类型的优点和局限性在以下文章中进行了讨论和总结：表格1。

细胞类型	优势	坏处
间充质干细胞	可用性 易于分离和扩展 多系分化 免疫抑制 自体移植和同种异体移植都是可能的 没有伦理问题 有限的复制寿命 （避免恶性形成）	有限的复制寿命 （各种功能的改变，包括多能性）
胚胎干细胞	多能（可以分化成几乎所有类型的细胞）	伦理/政治问题 移植后畸胎瘤形成的风险
诱导多能干细胞	ESC具有多能性 可以源自体细胞	移植后畸胎瘤形成的风险

胚胎干细胞 (ESC) 在哺乳动物胚胎发育过程中（受精后第一周晚些时候）在囊胚的内细胞团中产生。它们被认为是多能的，可以产生三个胚胎生殖细胞层，以及生物体中发现的几乎所有类型的细胞。由于它们的多能性，它们引起了广泛的关注。

ESC系是通过使用从早期人类胚胎的内细胞团获得的细胞建立的。已经建立了许多用于将人类ESC分化为多种成熟和功能性细胞类型的方案。然而，由于对畸胎瘤形成的担忧以及组织胚胎来源引起的伦理问题，ESC的广泛临床应用仍然存在争议。

关于ESC的伦理争议导致了诱导多能干细胞（iPSC）的发展，这一发展在2012年获得诺贝尔医学奖，距其首次发表仅六年后。iPSC首先通过转导四种确定的转录因子（例如Oct3/4、Sox2、c-Myc 和 Klf4 或 Nanog 或 Lin28）从终末分化的成纤维细胞重编程。与ESC一样，iPSC也显示出出色的多能性。最近，已经开发了几种有前途的方案用于将人类iPSC分化为各种类型的细胞。尽管iPSC是基于细胞的治疗的有吸引力的候选者，但其使用受到移植后畸胎瘤形成相关风险的限制，这也是ESC应用中的一个问题。

MSC为临床应用提供了多种优势，例如可用性和易于采集；多系分化潜能；有效的免疫抑制作用；安全，输注同种异体细胞后不存在恶性转化的可能性，这在ESC和iPSC中很常见；以及人类胚胎干细胞应用中不存在伦理问题。

间充质干细胞对于细胞治疗最有前途的好处之一是它们的可用性和易于采集。间充质干细胞几乎可以从所有器官的基质中分离和扩增，例如骨髓、脂肪组织、脐带血、外周血、羊水和胎盘。

最优选和最丰富的来源是骨髓和皮下脂肪组织。分离后，hMSC的特征在于其粘附于塑料板表面的能力和成纤维细胞样形态。与其他类型的干细胞相比，它们的整体分离过程相对简单。分离和扩增的离体 细胞可以分化为骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、肌细胞和骨髓基质。hMSCs有助于其治疗效果的另一个特征是它们分泌各种可溶性生长因子和细胞因子，以内分泌和旁分泌方式发挥作用，进而影响其治疗效果。

间充质干细胞独特的免疫耐受表型是由于其表面标记的特殊分布，使它们能够逃避免疫细胞的检测。它们具有低水平的MHCI类、CD40、CD80和CD86，没有MHCII类分子。间充质干细胞的这种免疫调节表型使得有可能为患者使用同种异体细胞。

间充质干细胞在培养物中增殖的能力有限。在不同来源（例如骨髓）的hMSC中观察到衰老激活；牙髓、脐带血和子宫内膜。间充质干细胞有限的复制寿命保证了移植后免受恶性转化威胁的安全。然而，这种有限的细胞寿命对于hMSC的临床应用来说可能是一把双刃剑，如下文所述。

hMSCs在临床应用中具有多种优势，例如获取和易于采集、多系分化潜力、强大的免疫抑制作用、安全性，输注同种异体细胞后不存在恶性转化的可能性（这在ESCs和iPSCs中很常见），以及不存在应用人类胚胎干细胞时出现的伦理问题。间充质干细胞有限的寿命可以保证其免受恶性肿瘤的侵害，但会改变各种细胞功能，包括增殖、分化和迁移能力，从而限制了临床使用。为了延长hMSC的寿命并通过提高其性能来最大限度地发挥其临床用途，各种试验正在进行中。

间充质干细胞成功细胞治疗的先决条件

对于成功的细胞疗法，干细胞必须能够分化为特定的靶向细胞，或者必须通过旁分泌机制发挥作用。它们的提取和分离必须可行，并且移植到人体必须安全有效。此外，为了最大限度地发挥细胞疗法的治疗效果，大量的细胞是必不可少的，大多数细胞类型需要大量的离体细胞扩增。

hMSC在基于细胞疗法的再生医学策略中的使用依赖于MSC易于增殖并产生可替代目标受影响组织的分化细胞的能力。因此，应该考虑在治疗使用和移植之前进行必要的离体扩增后，这些细胞是否仍然具有干细胞的特性，即自我更新和多系分化。

限制间充质干细胞干性的因素：细胞衰老

尽管间充质干细胞已广泛应用于细胞治疗，但其临床用途仍然有限。来自不同供体的间充质干细胞是异质的。体外细胞传代和培养条件影响细胞表型。此外，MSC的细胞衰老显着损害其增殖和分化潜力。衰老会影响细胞亚群动态并削弱间充质干细胞的功能。hMSCs的使用预计将有助于治疗老年人群的退行性疾病；然而，老年患者的间充质干细胞的潜力有限，可能会限制基于自体细胞的治疗方法的疗效。

细胞衰老加剧hMSC的各种功能。随着衰老，hMSC表现出分化潜力降低以及成骨和脂肪形成谱系测定之间的承诺改变，尽管这种转变的方向仍然存在争议。一些研究报道，hMSCs的成骨活性根据其离体培养而降低。另一方面，在一些研究中，衰老的hMSC的成骨潜力保持不变甚至增加。一些研究报告称，衰老的 hMSC揭示了成骨分化与成骨谱系与成脂谱系之间的平衡受损。

hMSC在细胞衰老过程中免疫调节活性的改变也会影响细胞的治疗潜力。与衰老hMSC免疫调节功能改变相关的研究强烈支持这样的观点，即体内 施用衰老hMSC可能会引起全身炎症反应并导致败血症。

克服间充质干细胞衰老的试验

已经测试了多种方法来延长hMSC的寿命，并通过提高其性能来最大限度地发挥其临床用途。

hMSC中端粒酶的异位表达是对抗细胞复制衰老的一种方法。然而，由于细胞可能发生恶性转化，这种方法可能很危险。因此，在临床应用中应避免对hMSCs进行端粒酶基因工程。

也可以采用对抗疗法来解决hMSC的衰老表型。组蛋白脱乙酰酶表达降低是MSCs衰老的表型之一；因此，使用组蛋白乙酰转移酶抑制剂可以防止MSC的复制衰老。此外，雷帕霉素已被证明可以逆转衰老表型并改善免疫调节。

可以通过调节氧化应激水平来减少细胞衰老，因为氧化应激是衰老的主要原因之一。为了减少hMSC体外培养过程中的氧化应激，人们进行了各种尝试。一些研究表明，在 体外培养过程中，在缺氧条件下培养的间充质干细胞可以避免衰老并表现出延长的寿命。抗氧化剂可能是克服 hMSC 衰老的另一种有效且安全的替代方案。

总结

目前许多试验旨在克服hMSC的有限寿命。这种限制对于临床应用来说是一把双刃剑。一方面解决了恶性肿瘤的问题；另一方面，它限制了各种减轻治疗效果的功能，包括自我更新、多效、迁移和免疫调节功能。尽管需要更多的研究来改善细胞离体扩增的条件，但hMSC仍然被认为是多种疾病的细胞疗法的安全有效来源。

参考资料：Kim HJ, Park JS. Usage of Human Mesenchymal Stem Cells in Cell-based Therapy: Advantages and Disadvantages. Dev Reprod. 2017 Mar;21(1):1-10. doi: 10.12717/DR.2017.21.1.001. Epub 2017 Mar 31. PMID: 28484739; PMCID: PMC5409204.

免责说明：本文仅用于传播科普知识，分享行业观点，不构成任何临床诊断建议！杭吉干细胞所发布的信息不能替代医生或药剂师的专业建议。如有版权等疑问，请及时跟本公众号联系，我们将在第一时间处理。