間充質幹細胞

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間充質細胞【mesenchymal stem cells,MSC】是幹細胞家族的重要成員,來源於發育早期的中胚層和外胚層。MSC最初在骨髓中發現,因其具有多向分化潛能、造血支持和促進幹細胞植入、免疫調控和自我複製等特點而日益受到人們的關注。如間充質幹細胞體內或體外特定的誘導條件下,可分化為脂肪、骨、軟骨肌肉肌腱韌帶神經、肝、心肌、內皮等多種組織細胞,連續傳代培養和冷凍保存后仍具有多向分化潛能,可作為理想種子細胞用於衰老和病變引起的組織器官損傷修復

臨床應用

  間充質幹細胞臨床應用於解決多種血液系統疾病心血管疾病

間充質幹細胞

肝硬化神經系統疾病,關節半月板部分切除損傷修復,自身免疫性疾病等方面取得了重大突破,挽救了更多病患的生命。此外,間充質幹細胞在神經系統修復及更多方面具有長遠的發展前景。   間充質幹細胞是幹細胞的一個研究分支,幹細胞是一類具有自我複製和多向分化能力的細胞,它們可以不斷地自我更新,並在特定條件下轉變成為一種或多種構成人體組織或器官的細胞。幹細胞是機體的起源細胞,是形成人體各種組織器官的始祖細胞。   2004年,Le Blanc等報道了首例半相合異基因間充質幹細胞移植治療GVHD獲得成功,其後又報道了異基因配型不合的間充質幹細胞移植治療GVHD的有效性,並且認為在應用間充質幹細胞治療GVHD不需要嚴格的配型,其後又有多篇異基因未經配型的MSC治療GVHD、促進造血重建的報道,其MSC來源涉及骨髓、脂肪、牙周等。美國FDA已批准了近60項臨床試驗,主要包括以下幾個方面。   1.造血幹細胞移植:增強造血功能;促使造血幹細胞移植物的植入;治療移植物抗宿主病。   2.組織損傷的修復:骨、軟骨、關節損傷、心臟損傷;肝臟損傷;脊髓損傷神經系統疾病。   3.自身免疫性疾病:系統性紅斑狼瘡硬皮病、炎性腸炎等。   4.作為基因治療載體。   其中移植物抗宿主病、克隆氏病的治療在美國已經XX到三期臨床階段。我國已開始用間充質幹細胞治療臨床上一些難治性疾病,如脊髓損傷、腦癱肌萎縮側索硬化症、系統性紅斑狼瘡、系統性硬化症、克隆氏病、中風糖尿病糖尿病足、肝硬化等,根據初步的臨床報告,間充質幹細胞對這些疾病的治療都取得明顯的療效

國際發展

  間充質幹細胞的臨床研究已經在許多國家開展,美國批准了40余項臨床試驗,隨著間充質幹細胞及其相關技術的日益成熟,我國也批准了多項臨床試驗,走入了間充質幹細胞核心技術研發的舞台。目前,我國已經大力加強幹細胞研究工作的開展,包括國家昂賽細胞基因工程有限公司、細胞產品國家工程研究中心在內的多家權威研究機構以及各地方臍帶血庫已將研究技術引向臨床。對於間充質幹細胞用於治療十余種難治性疾病的治療研究,除了用來促進恢復造血,與造血幹細胞共移植提高白血病難治性貧血等以外,還用於心腦血管疾病,肝硬化、骨和肌肉衰退性疾病、腦和脊髓神經損傷、老年痴呆及紅斑狼瘡和硬皮病等自身免疫性疾病的治療研究,已經取得的部分臨床試驗結果令人鼓舞。   迄今的研究表明,臍帶來源的間充質幹細胞不但能夠成為骨髓間充質幹細胞的理想替代物,而且具有更大的應用潛能。臍帶間充質幹細胞表達多種胚胎幹細胞的特有分子標誌,具有分化潛力大、增殖能力強、免疫原性低、取材方便、無道德倫理問題的限制、易於工業化製備等特徵,因此有可能成為最具臨床應用前景的多能幹細胞

發現過程

  間充質幹細胞最早在骨髓中發現,隨後還發現存在於人體發生、發育過程的許多種組織中。目前, 我們能夠從骨髓、脂肪、滑膜骨骼、肌肉、肺、肝、胰腺等組織以及羊水臍帶血分離和製備間充質幹細胞,用得最多的是骨髓來源的間充質幹細胞。但骨髓來源的間充質幹細胞存在以下問題:隨著年齡的老化,幹細胞數目顯著降低、增殖分化能力大幅度衰退;製備過程不容易質控;移植給異體可能引起免疫反應;取材時對患者有損傷,患者有骨髓疾病時不能採集,即使是健康供者,亦不能抽取太多的骨髓。這都限制了骨髓間充質幹細胞臨床應用,使得尋找骨髓以外其他可替代的間充質幹細胞來源成為一個重要的問題。   2006年,我國在胎盤和臍帶組織中分離出間充質幹細胞,這種組織來源的間充質幹細胞不僅保持了間充質幹細胞的生物學特性,而且還具備如下優點:①胎盤和臍帶中的干/祖細胞更原始,有更強的增殖分化能力。②免疫細胞較為幼稚,功能活性低,不會觸發免疫反應及引起移植物抗宿主病。③幹細胞易於分離,純度高,無腫瘤細胞污染。④擴增時培養體系能統一,便於質控。⑤可製成種子細胞冷凍,多次使用,冷凍后細胞損失小。⑥潛伏XX毒和病原微生物的感染及傳播幾率比較低。⑦採集時對產婦新生兒無任何危害及損傷。⑧採集方便,易於保存和運輸,倫理學爭議少。這種胎盤和臍帶來源的間充質幹細胞有可能成為骨髓間充質幹細胞的理想替代物,並具有更大的應用潛能。   鑒於間充質幹細胞具有多向分化潛能、能支持造血和促進造血幹細胞植入、調節免疫以及分離培養操作簡便等特點,正日益受到人們的關注。隨著間充質幹細胞及其相關技術的日益成熟,臨床研究已經在許多國家開展。作為種子細胞, 臨床上主要用於治療機體無法自然修復的組織細胞和器官損傷的多種難治性疾病;作為免疫調節細胞,治療免疫排斥和自身免疫性疾病。   最初的臨床研究是1995年由Lazarus等人進行的,他們收集緩解期血液腫瘤患者的自體MSC,在體外擴增培養4~7周,然後再靜脈注XX入患者體內,患者被分為3組,分別給予不同劑量的MSC,注XX后沒有觀察到毒副作用,提示MSC用於移植治療安全可靠。隨後自體MSC的臨床報道逐漸增多,病種涉及放療化療后造血重建、移植物抗宿主病(GVHD)、心臟系統疾病等,在這些報道中均證明臨床經靜脈輸注安全可靠。   然而自體間充質幹細胞的應用過程中逐漸暴露了不便之處:例如擴增能力個體差異很大;潛在的腫瘤細胞污染風險;培養需要一定的時間,不能及時適應病情的需要等。這些制約了自體間充質幹細胞的使用。間充質幹細胞給未來的再生醫學帶來了新希望, 對間充質幹細胞更深入的研究和臨床應用必將在不遠的將來造福人類。其中,胎盤和臍帶來源的間充質幹細胞具有分化潛力大、增殖能力強、免疫原性低、取材方便、無道德倫理問題的限制、易於工業化製備等特徵,有可能成為最具臨床應用前景的多能幹細胞。

主要特性

  間充質幹細胞(MSCs)是屬於中胚層的一類多能幹細胞,主要存在於結締組織和器官間質中,以骨髓組織中含量最為豐富,由於骨髓是其主要來源,因此統稱為骨髓間充質幹細胞。骨髓間充質幹細胞具有以下特性:   一、具有強大的增殖能力和多向分化潛能,在適宜的體內或體外環境下不僅可分化為造血細胞,還具有分化為肌細胞肝細胞成骨細胞軟骨細胞基質細胞等多種細胞的能力。   二、具有免疫調節功能,通過細胞間的相互作用及產生細胞因子抑制T細胞的增殖及其免疫反應 ,從而發揮免疫重建的功能。   三、具有來源方便,易於分離、培養、擴增和純化,多次傳代擴增后仍具有幹細胞特性,不存在免疫排斥的特性。   四、面目模糊,表面抗原不明顯,異體移植排異較輕,配型要求不嚴格。   正是由於間充質幹細胞所具備的這些免疫學特性,使其在血液病治療方面具有廣闊的臨床應用前景。通過自體移植可以重建組織器官的結構和功能,並且可避免免疫排斥反應。