間充質(zhì)干細(xì)胞如何在體內(nèi)發(fā)揮作用？

間充質(zhì)干細(xì)胞利用其自我更新、免疫調(diào)節(jié)、抗炎、信號(hào)傳導(dǎo)和分化特性來影響體內(nèi)的積極變化。??

間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 還具有通過分裂和發(fā)育成特定組織或器官中存在的多種專門細(xì)胞類型來自我更新的能力。

間充質(zhì)干細(xì)胞是成體干細(xì)胞，這意味著它們不存在倫理問題，間充質(zhì)干細(xì)胞并非源自胚胎材料。

免疫調(diào)節(jié)（調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)）

間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）可以通過在免疫系統(tǒng)激活不足時(shí)促進(jìn)炎癥反應(yīng)以及在免疫系統(tǒng)過度激活時(shí)減少炎癥來調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)。

間充質(zhì)干細(xì)胞可以在防止免疫系統(tǒng)攻擊自身方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，類似于許多自身免疫性疾病中可能看到的情況。

根據(jù)科學(xué)家 Bernardo 等人 2013 年進(jìn)行的一項(xiàng)研究。當(dāng)間充質(zhì)干細(xì)胞暴露于足夠水平的促炎標(biāo)記物（細(xì)胞因子）時(shí)，會(huì)通過促進(jìn)免疫抑制反應(yīng)來抑制炎癥并促進(jìn)組織穩(wěn)態(tài)。

圖 . 顯示免疫系統(tǒng)平衡

抗炎（減少有害炎癥）

炎癥是免疫系統(tǒng)的一種反應(yīng)，旨在保護(hù)身體免受有害的外部刺激，并幫助和修復(fù)身體。

然而，當(dāng)炎癥失調(diào)時(shí)，會(huì)對(duì)身體產(chǎn)生有害影響。免疫系統(tǒng)長(zhǎng)期失調(diào)會(huì)導(dǎo)致多種自身免疫性疾病，例如多發(fā)性硬化癥、1 型糖尿病、炎癥性腸病或狼瘡。

間充質(zhì)干細(xì)胞的抗炎特性在其治療能力中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

一般來說，間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC) 在維持穩(wěn)態(tài)（免疫調(diào)節(jié)和抗炎活性）方面的核心作用是通過與免疫細(xì)胞相互作用來實(shí)現(xiàn)的，并通過細(xì)胞因子、趨化因子、細(xì)胞表面分子和代謝途徑介導(dǎo)。MSC抑制 T 細(xì)胞增殖、細(xì)胞因子分泌和細(xì)胞毒性。

MSC 分泌組和細(xì)胞外囊泡（外泌體信號(hào)傳導(dǎo)）

間充質(zhì)干細(xì)胞的再生作用不僅依賴于其分化潛力和替代受損組織的能力，而且還由其分泌組通過旁分泌機(jī)制介導(dǎo)。

MSC分泌組是一組釋放到體內(nèi)的生物活性因子，包括細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子、細(xì)胞外囊泡、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、可溶性蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和核酸。

釋放的分泌蛋白組在許多生理過程的調(diào)節(jié)中發(fā)揮著重要作用，并且它們作為疾病的潛在生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)越來越受到人們的關(guān)注。

根據(jù)科學(xué)家 Arutyunyan 等人 2016 年進(jìn)行的一項(xiàng)研究。與骨髓來源的 (BM-MSC) 相比，UC-MSC 表現(xiàn)出神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的分泌增加，例如 bFGF、神經(jīng)生長(zhǎng)因子 (NGF)、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)蛋白 3 (NT3)、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)蛋白 4 (NT4) 和膠質(zhì)源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子 (GDNF) MSC）和脂肪組織來源的（AT-MSC）。(

此外，與 BM 相比，UC-MSC 分泌的多種重要細(xì)胞因子和造血生長(zhǎng)因子的數(shù)量明顯更高，包括 G-CSF、GM-CSF、LIF、IL-1 α、IL-6、IL-8 和 IL- 11 -間充質(zhì)干細(xì)胞。? 這表明 UC-MSC 可能比其他來源的 MSC 更有效。?

歸巢特性（MSC 如何知道去哪里）

間充質(zhì)干細(xì)胞的主要優(yōu)點(diǎn)之一是由于其固有的歸巢能力，它們能夠靶向特定的關(guān)注區(qū)域。當(dāng)全身施用時(shí)，間充質(zhì)干細(xì)胞歸巢可以定義為退出循環(huán)并遷移到損傷部位。

系統(tǒng)歸巢是一個(gè)由特定分子相互作用控制的多步驟過程。系統(tǒng)歸巢的過程可以分為五個(gè)步驟：（1）束縛和滾動(dòng)，（2）激活，（3）停滯，（4）輪回或滲出，以及（5）遷移”。?

下圖概述了此過程。

圖. MSC 的歸巢特性

分化（成為新型細(xì)胞）

間充質(zhì)干細(xì)胞是多能干細(xì)胞，可以自我更新并分化成不同的細(xì)胞類型。

換句話說，間充質(zhì)干細(xì)胞可以變成多種不同的細(xì)胞類型，包括：脂肪組織、軟骨、肌肉、肌腱/韌帶、骨骼、神經(jīng)元和肝細(xì)胞。

根據(jù)科學(xué)家 Almalki 等人 2016 年進(jìn)行的一項(xiàng)研究，MSC 分化為特定的成熟細(xì)胞類型是由各種細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子、細(xì)胞外基質(zhì)分子和轉(zhuǎn)錄因子 (TF) 控制的。

間充質(zhì)干細(xì)胞有助于組織再生和分化，包括維持體內(nèi)平衡和功能、適應(yīng)改變的代謝或環(huán)境要求以及修復(fù)受損組織。

結(jié)論

圍繞間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）的機(jī)制有大量的研究。許多研究概述了它們的多樣化功能，包括自我更新、免疫調(diào)節(jié)、抗炎、信號(hào)傳導(dǎo)和分化特性。這些特性使間充質(zhì)干細(xì)胞能夠用于多種退行性疾病的各種臨床環(huán)境。

研究開始表明，臍帶組織來源的間充質(zhì)干細(xì)胞（UC-MSC）可能比其他來源的間充質(zhì)干細(xì)胞更有效，因此有可能提高其臨床療效。

參考文獻(xiàn)：Torres Crigna, A., Daniele, C., Gamez, C., Medina Balbuena, S., Pastene, D. O., Nardozi, D., … Bieback, K. (2018, June 15). Stem/Stromal Cells for Treatment of Kidney Injuries With Focus on Preclinical Models. Frontiers in medicine.