導語：間充質干細胞/基質細胞（MSC）因其獨特的治療特性而成為再生醫(yī)學領域有前途的工具，因為它們可以分化成多種細胞類型并發(fā)揮旁分泌作用。為了提高間充質干細胞的治療特性，人們探索了多種策略。
間充質干細胞的治療特性有哪些
間充質干細胞（MSCs）具有多種治療特性，使其在再生醫(yī)學和臨床應用中展現(xiàn)出巨大的潛力。以下是其主要特性：
- 自我更新和多向分化能力：間充質干細胞具有自我復制和多向分化的能力，能夠在特定條件下分化為骨、軟骨、肌肉、脂肪等多種細胞類型。這種特性為組織修復和再生提供了基礎。
- 免疫調節(jié)功能：間充質干細胞不表達主要組織相容性復合體（MHC）II類分子，因此具有低免疫原性，可以抑制T淋巴細胞、B淋巴細胞和自然殺傷細胞的增殖反應，從而減少免疫排斥反應。這一特性使得間充質干細胞在異體甚至異種移植中具有優(yōu)勢。
- 旁分泌作用：間充質干細胞能夠分泌多種細胞因子和生長因子，如血管內皮生長因子（VEGF）、成纖維細胞生長因子（FGF）等，這些因子參與免疫調控、抗炎治療和組織修復。
- 歸巢特性：間充質干細胞具有向損傷組織靶向遷移的能力，這與其表達的趨化因子受體有關。這一特性有助于它們在體內定位到受損區(qū)域并發(fā)揮治療作用。
- 抗炎和抗纖維化作用：間充質干細胞通過分泌抗炎因子和抑制促炎因子的產生，能夠減輕炎癥反應和纖維化過程。
- 血管再生能力：間充質干細胞能夠分化為內皮細胞，促進血管生成，改善血液循環(huán)，從而促進組織修復。
- 安全性：相比其他類型的干細胞，間充質干細胞的安全性較高，未發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤、免疫排斥反應等并發(fā)癥。此外，其低免疫原性和易于分離擴增的特點也降低了倫理風險。
- 廣泛的應用前景：間充質干細胞已被應用于多種疾病的治療，包括血液系統(tǒng)疾病、心血管疾病、肝硬化、神經系統(tǒng)疾病、自身免疫性疾病等。
- 工程化和基因編輯技術的應用：通過基因工程技術改造的間充質干細胞在藥物遞送和基因治療方面展現(xiàn)出更大的潛力。
總之，間充質干細胞憑借其獨特的生物學特性和廣泛的應用前景，在再生醫(yī)學和臨床治療中具有重要的價值。
在本次綜述中，將分析間充質干細胞的治療特性，并對用于增強其治療能力的最重要方法進行更新和概述。
間充質干細胞的治療特性有哪些？用什么方法可以增強特性？
2024年9月27日，圣地亞哥洛斯安第斯大學在國際期刊《Stem Cell Research and Therapy》上發(fā)布了一篇《如何增強間充質干細胞的治療特性？深入了解增強方法》的研究結果。
用什么方法可以增強間充質干細胞的治療特性？
1、改變培養(yǎng)條件
缺氧經常被用來增強間充質干細胞的治療特性，模仿其天然的低氧生態(tài)位 (5-10%)，因為在較高氧水平 (20%) 下培養(yǎng)會改變它們的特性。
| 增效法 | 間充質干細胞 | 結果 |
缺氧培養(yǎng) | 骨髓間充質干細胞 | 缺血肢體模型中肢體再生增強 促進 ATP 產生 改善器官功能 減少炎癥介質 生長因子表達增加 減少纖維化組織 改進遷移 提高生存率 提高組織保存率 增強軸突再生 |
降低培養(yǎng)溫度（35℃） | 脂肪間充質干細胞 | 防止細胞凋亡 允許長期增殖 減少炎癥表型 |
2、使用商業(yè)藥品/藥物
商業(yè)藥品通過激活特定信號通路、調節(jié)生物分子表達以及結合其他治療手段，可以有效增強間充質干細胞的治療特性，從而為臨床提供更有效的治療方案。
| 增效法 | 間充質干細胞 | 結果 |
粉防己堿 | 骨髓間充質干細胞 | PEG2 產量更高 對自然殺傷細胞有更高的免疫調節(jié)作用 誘導 Treg 分化 |
褪黑激素 | 骨髓間充質干細胞 | 提高自我更新能力 提高分化能力 延緩衰老 通過傳代細胞提高再生能力 |
| 2,4-二硝基苯酚 | 骨髓間充質干細胞 | 提高生存能力 增強歸航 增強生長因子的分泌 血管生成增加 提高再生能力 |
過氧化氫 | 骨髓間充質干細胞 | 提高生存率 增強遷移 |
| 寡霉素 | 骨髓間充質干細胞 臍帶間充質干細胞 | 增強免疫抑制能力 |
| 丙戊酸 | 臍帶間充質干細胞 | 減緩疾病進展 增強植入 增強再生效果 |
| 吡格列酮 | 脂肪間充質干細胞 | 提高 MSC 的分化能力 改善受損組織細胞的增殖 修復受損組織，改善再生 |
3、使用生物分子
間充質干細胞需要促炎刺激才能發(fā)揮其治療作用。在此基礎上，評估了用促炎分子預處理間充質干細胞以增強其治療特性的潛力。
| 增效法 | 間充質干細胞 | 結果 |
白介素-1α 白介素-1β | 骨髓間充質干細胞 | 促進生存 促進移民 促進神經保護因子的分泌 促進中風模型的功能恢復 減少中風模型的腦損傷 |
干擾素-γ | 骨髓間充質干細胞 | 提高生存率 抑制T細胞增殖 整體增強免疫調節(jié)活性 增強遷移 傷害減少 |
全反式維甲酸 | 骨髓間充質干細胞 | 增加PEG2 增強血管生成 增強傷口再生 上皮化程度較高 |
| IL-17A | 骨髓間充質干細胞 | 抑制T細胞增殖 誘導 Treg |
| 干擾素-γ 腫瘤壞死因子-α | 骨髓間充質干細胞 臍帶間充質干細胞 | 抑制T細胞增殖 抗炎細胞因子分泌增加 改善免疫抑制特性 |
| 脂多糖 | 脂肪間充質干細胞 | 生長因子分泌增加 增強肝臟再生 |
| 成纖維細胞生長因子-2 | 牙髓間充質干細胞 | 血管形成增加 生長因子分泌增加 |
4、使用生物材料
生物材料已成為增強 間充質干細胞治療特性的一種新方法，因為它將細胞嵌入 3D 基質中，該基質能夠容納由交聯(lián)的天然或合成親水聚合物構成的大量液體。這為 MSC 提供了具有所需特性的受控微環(huán)境。
| 增效法 | 間充質干細胞 | 結果 |
| 水凝膠 | 臍帶間充質干細胞 | 增強生存能力 增加軟骨形成 膠原蛋白 II 表達增加 |
| 骨髓間充質干細胞 | 增強生存能力 提高 ECM 產量 增強差異化 增強新血管形成 減少炎癥 提高 ECM 產量 增強傷口再生 | |
| 微球培養(yǎng)物 | 骨髓間充質干細胞 | 增強血管生成 抗炎介質增加 |
| 脂肪間充質干細胞 | 體外增強擴增 增強遷移 延緩衰老 增強傷口再生 | |
| 臍帶間充質干細胞 | 抗炎介質增加 增加促再生因子 |
結論
本綜述中討論的策略為通過關注細胞培養(yǎng)條件、商業(yè)藥物、生物分子和生物材料，研究發(fā)現(xiàn)這些方法可以增強間充質干細胞的治療特性并最大限度地發(fā)揮其功效。
強調了優(yōu)化各種因素以增強間充質干細胞治療特性的重要性，以此作為改善再生醫(yī)學和疾病管理治療的一種方法。這些策略需要進一步探索和完善，并且無疑將有助于未來基于間充質干細胞的療法的進步。
參考資料：Guerrero, C.A.G., Fuentes, P., Araya, M.J., et al. How to enhance the therapeutic properties of mesenchymal stem cells? Insights into enhancement methods. Stem Cell Research 15 , 331 (2024). https://doi.org/10.1186/s13287-024-03935-6
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