國家發文！干細胞與器官修復再成熱點

近日，國家科技部發布了“十四五”國家重點研發計劃“干細胞研究與器官修復”重點專項2021年度項目申報指南，圍繞干細胞發育與器官再生關鍵科學問題，開展器官再生調控藥物等前沿探索，為重要組織器官修復與替代及重大疾病診療提供創新理論和技術。

由此可見，干細胞與器官修復已經成為科技發展的重要方向。今天我們就來聊聊干細胞與器官修復的那些事兒。

01

為何間充質干細胞能修復受損組織或器官？

近年來，間充質干細胞被廣泛應用到了器官修復的臨床研究當中。?間充質干細胞具有多向分化的潛能，免疫原性低、來源廣泛，能定向遷移至受損組織部位，通過直接分化、分泌細胞因子、生長因子及外泌體等方式重建受損組織與器官。

以間充質干細胞修復皮膚損傷為例。研究顯示，間充質干細胞對輻射損傷皮膚的修復作用主要有兩點，一是間充質干細胞能定向遷移至受損皮膚處直接分化為缺損細胞進行修復；二是間充質干細胞能夠分泌血管生成素、轉化生長因子等細胞因子，促進新生血管的形成、增加血液灌注，此外還能抑制炎癥反應，刺激成纖維細胞增殖、遷移、分化，并促進皮脂腺、汗腺等腺體及肌肉組織的修復，多種機制共同促進輻射損傷皮膚的修復?[1]。

02

干細胞修復器官的“實戰”

聊完干細胞修復器官的機制，接下來就讓我們了解下其在“實戰”中的應用效果如何。

先來說說干細胞在心臟修復中的作用。一項隨機、雙盲、安慰劑對照臨床試驗結果顯示[2]，53 例近期心肌梗死患者接受6個月的間充質干細胞治療后，實驗組比對照組療患者的左心室射血分數增加了 7. 3%，心律失常事件發生率降低了4倍。

圖片來自文獻?[2]

這主要是因為，間充質干細胞可以在病變局部釋放細胞因子促進心肌梗死后的心臟修復，這種細胞因子可以抑制梗死疤痕擴張，刺激血管生成、以及為受損區域招募更多的細胞等。此外，間充質干細胞還具有刺激內源性愈合的潛力。

再以椎間盤退化為例。一篇案例報道顯示?[3]：兩例腰椎間盤明顯退化的患者接受了含有自體間充質干細胞的膠原海綿片移植，2年后，CT和MRI顯示兩名患者的退化椎間盤得到修復，椎間真空現象有所改善，在T2加權MRI上，與手術前相比，椎間盤的信號強度增高，表明水分含量增高。手術后癥狀也得到緩解，腰背痛，小腿麻木，疼痛等癥狀顯著減輕。

圖片來自文獻[3]

再以神經修復為例。由我國學者開展的一項間充質干細胞移植治療失神經肌萎縮的實驗中?[4]，與對照組小鼠相比，注射間充質干細胞后的失神經肌萎縮模型大鼠后肢運動功能提高，并可見間充質干細胞進入肌間隙，對肌纖維間隔進行修復，肌纖維排列較為規整，肌間隙與正常無差異。

圖片來自文獻[4]

干細胞在器官修復與再生領域已經成為一顆璀璨的明星，想必隨著研究的進一步進展，在不久的將來，我們就有希望享受到其帶來的福利。但也存在一些問題有待解決，如價格問題，臨床推廣等等，如何才能讓這項技術造福更多的人，這是科學界面臨的新挑戰。

參考文獻：

[1] 王利,馬得勛,張瑞,張超,高蕊,劉書鋒.間充質干細胞(MSC)在輻射損傷救治方面的研究進展[J].輻射防護,2020,40(03):250-255.

[2] Hare JM, Traverse JH, Henry TD, Dib N, Strumpf RK, Schulman SP, Gerstenblith G, DeMaria AN, Denktas AE, Gammon RS, Hermiller JB Jr, Reisman MA, Schaer GL, Sherman W. A randomized, double-blind, placebo-controlled, dose-escalation study of intravenous adult human mesenchymal stem cells (prochymal) after acute myocardial infarction. J Am Coll Cardiol. 2009 Dec 8;54(24):2277-86. doi: 10.1016/j.jacc.2009.06.055.

[5] Kang HW, Lee SJ, Ko IK, Kengla C, Yoo JJ, Atala A. A 3D bioprinting system to produce human-scale tissue constructs with structural integrity. Nat Biotechnol. 2016 Mar;34(3):312-9.