脐带间充质干细胞的研究与应用

△脐带间充质干细胞（4×）

脐带间充质干细胞（hUC-MSCs）是存在于脐带华通氏胶（Wharton’sjelly）和血管周围组织中的一种间充质干细胞。来源于脐带的间充质干细胞因其取材方便，无道德伦理争议，可获取的细胞数量多、增殖能力强、免疫调节作用大，分泌细胞生长因子的总量也非常高，便于扩增和传代，同时又没有配型、排异等问题，极其适合用于临床研究和应用，是间充质干细胞的理想来源。

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归巢是指细胞到达它们可以发挥局部功能的组织的过程，在以往的研究就有证明，间充质干细胞可以有选择性地到达损伤的部位而不是特定的组织。间充质干细胞需要到损伤部位才能发挥它的功能，所以可以推测，间充质干细胞的向肺损伤部位的归巢是整个治疗的第一步。间充质干细胞的归巢是一个复杂的过程，由流动细胞与靶组织血管内皮细胞相互作用、趋化因子激活整合素粘附、紧密结合和外渗四个步骤组成。

2、细胞分化

干细胞具有较强的分化能力，可以分化成特定的细胞系，呈现特定细胞表型。以往研究认为，细胞分化是干细胞发挥治疗作用的主要途径。干细胞的分化途径有内源性分化和外源性分化两条途径。

3、旁分泌

更多的研究结果表明干细胞可以通过旁分泌机制发挥作用，并且在急性呼吸窘迫综合征、肺炎、哮喘和慢性阻塞性肺病等疾病模型中都得到验证。旁分泌是指细胞分泌调节因子，弥散至细胞间隙或组织液，对邻近的靶细胞进行调节的一种作用方式。

4、细胞间相互作用

间充质干细胞通过细胞与细胞间的缝隙连接，将线粒体等细胞器转移至靶细胞发挥调节作用。将多能干细胞诱导的间充质干细胞细胞的线粒体转移至烟熏受损的气道上皮细胞，可以明显修复细胞。间充质干细胞增加调节性T细胞的比例，升高体内Th1型细胞、降低Th2型细胞的比例，抑制气道炎症。间充质干细胞直接作用于巨噬细胞，促进巨噬细胞分泌细胞因子IL-10，或通过调节巨噬细胞促进其他效应细胞产生IL-10，发挥抗炎作用。间充质干细胞可以激活单核巨噬细胞系统，这在急性心肌梗死的心肌细胞修复中已有发现。所以细胞间相互作用，可能是干细胞治疗的一种直接的、高效的作用机制。

5、载体作用

间充质干细胞具有低免疫原性，可以逃避宿主攻击，因而逐渐开始被作为一种载体，携带其他目基因或介质进行输注治疗。间充质干细胞作为载体发挥的作用，优于慢病毒载体等其他载体的作用。而间充质干细胞的免疫逃避和对肿瘤组织的趋向性，更是发挥抗肿瘤作用必不可少的。

6、成血管作用

将间充质干细胞与内皮细胞在体外进行共培养，可促进内皮细胞的增殖、抽芽和迁移，形成血管样结构。在培养基中加入基质金属蛋白酶可促进胞外基质降解，促进血管形成。在三维培养体系中，间充质干细胞是内皮样血管结构形成的必须条件，加入蛋白酶抑制剂后，可减少内皮细胞的抽芽，表明间充质干细胞是通过金属蛋白酶调节血管形成的。在小鼠心肌梗死模型中，将人的脐带血来源的间充质干细胞注射到心肌组织中，可提高受损心肌的血管密度，该研究显示间充质干细胞成血管作用是通过旁分泌机制实现的。

7、对病原微生物的杀灭

对于已经适当抗菌感染的由脓毒血症引起的急性肺损伤小鼠，同时使用间充质干细胞可以显著降低死亡率，并且能发现细菌的清除率明显上升。有研究表明，间充质干细胞分泌LL-37在被拮抗后，间充质干细胞的抗菌能力明显下降。间充质干细胞也可以通过提高巨噬细胞的吞噬作用来对病原菌进行清除，间接地表现其抗菌的能力。也有一些研究发现，在线粒体DNA结合蛋白TFAM一定程度的缺失，会出现中度的线粒体DNA（mtDNA）应激，能够刺激干扰素刺激基因的一个亚群，从而达到加强抗病毒的效果。

（以上来源：知乎