間充質幹細胞:「我」怎麼來的?

2020-11-30 騰訊網

眾所周知,間充質幹細胞(mesenchymal stem cell,MSC)是中胚層來源的、廣泛分布於全身多組織中的幹細胞。

間充質幹細胞的發展歷史

它的歷史可以追溯到1867年,德國科學家Cohnheim在研究傷口癒合時,首次提出骨髓中存在非造血幹細胞的觀點,並認為成纖維細胞可能來源於骨髓。

20世紀70年代,Friedenstein等成功通過貼壁分離培養的方法,從骨髓中分離出一種纖維原細胞,並證明其可在體外大量擴增,並具有定向分化的特徵。隨後,Prockop和Pittenger分別證明了這種纖維樣黏附細胞含有間充質幹細胞,具有分泌多種間質組織的能力。

1991年,Caplan教授首次提出MSCs的概念,他也被業界稱為「間充質幹細胞之父」。Caplan把骨髓中可以黏附於塑料培養皿表面、在體外能高度擴增並具有多向分化潛能的細胞群命名為MSCs。此後,MSCs進入高速發展階段。

1995年,Lazarus等第一次將MSCs運用於臨床,他們收集緩解期血液腫瘤患者的自體MSCs,在體外擴增培養4~7周,再靜脈注射入患者體內,患者被分為3組,分別給予不同劑量,注射後沒有觀察到毒副作用,提示MSC用於臨床安全可靠。

2000年,Erics等首次報導了從臍帶血中分離培養出MSC,並認為其不僅能提高造血幹細胞的骨髓歸巢和早期造血恢復,還具有免疫原性弱的特性。

間充質幹細胞的特性

2006年,國際細胞治療協會(International Society for Cellular Therapy,ISCT)確定MSC的鑑定標準為:

1.在塑料培養皿內貼壁生長,在含血清培養基內,高度增殖;

2.表達CD105、CD73、CD90,不表達CD45、CD34、CD14或CD11β、CD79ɑ或CD19;

3.在體外可以分化為成骨細胞、脂肪細胞、軟骨細胞。

隨著研究深入發現,公認的MSCs其實是一群具有高度自我更新能力和不同分裂增殖能力的多能幹細胞,可在體外培養擴增,也可在特定條件下分化為神經細胞,成骨細胞、軟骨細胞、肌肉細胞、脂肪細胞等。MSCs在細胞增殖、分化、免疫調控潛能上具有異質性,存在不同的幹細胞亞群,其除了具有多向組織細胞分化功能之外,還在造血、免疫炎症反應、血管新生等人體重要功能中起調節作用。

近來,幹細胞在免疫抑制方面有了首例幹細胞用於器官移植的案例。這篇發表在Stem Cells Translational Medicine上的案例報導展示了一例腎臟移植患者用自體骨髓間充質幹細胞(BMSCs)誘導免疫耐受獲得成功。這位37歲男性行腎移植術前回輸BMSCs,在移植後2年內,將免疫抑制劑逐漸減量,直到完全停服,過程安全。截止隨訪期,患者移植後腎臟功能正常。

經過這幾十年漫長的發展,大量的體外和動物體內實驗表明,MSCs對許多疾病具有潛在治療作用,包括多種自身免疫性疾病、移植物抗宿主病、血液病、血管性疾病、糖尿病、組織器官損傷和退行性疾病等。

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