在生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)研究的前沿領(lǐng)域,間充質(zhì)干細(xì)胞(Mesenchymal Stem Cells, MSCs)始終占據(jù)著舉足輕重的地位。作為一類(lèi)具有自我更新能力和多向分化潛能的成體干細(xì)胞,其英文名稱(chēng) “Mesenchymal Stem Cells” 不僅是國(guó)際學(xué)術(shù)交流的通用標(biāo)識(shí),更承載著再生醫(yī)學(xué)、組織工程及免疫調(diào)控等領(lǐng)域的關(guān)鍵研究?jī)r(jià)值。
近年來(lái),隨著全球范圍內(nèi)對(duì)MSCs在疾病治療(如關(guān)節(jié)炎、心血管疾病、神經(jīng)系統(tǒng)損傷)和組織修復(fù)中作用的深入探索,這一術(shù)語(yǔ)頻繁出現(xiàn)于《Cell Stem Cell》《Nature Medicine》等頂尖期刊,成為連接基礎(chǔ)研究與臨床轉(zhuǎn)化的重要橋梁。
本文將從 “間充質(zhì)干細(xì)胞” 英文命名的科學(xué)內(nèi)涵切入,解析其生物學(xué)特性、英文文獻(xiàn)中的研究熱點(diǎn)及國(guó)際臨床應(yīng)用進(jìn)展,為讀者勾勒出這一 “全能細(xì)胞” 在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)語(yǔ)境中的清晰輪廓。
一、術(shù)語(yǔ)定義與命名爭(zhēng)議
間充質(zhì)干細(xì)胞(Mesenchymal Stem Cells)vs間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞(Mesenchymal Stromal Cells)
命名差異:
(間充質(zhì)干細(xì)胞)Mesenchymal Stem Cells (MSCs):強(qiáng)調(diào)”干性”(自我更新與多向分化能力)。
(間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞)Mesenchymal Stromal Cells (MSCs):突出基質(zhì)支持功能(免疫調(diào)節(jié)、組織修復(fù)),國(guó)際細(xì)胞治療學(xué)會(huì)(ISCT)推薦術(shù)語(yǔ),以區(qū)分非均質(zhì)細(xì)胞群。
- 間充質(zhì)干細(xì)胞的英文名是MesenchymalStemCells, MSCs
- 間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞則是MesenchymalStromalCells, MSCs
爭(zhēng)議本質(zhì):體外擴(kuò)增的MSCs多數(shù)失去干細(xì)胞特性,更符合”基質(zhì)細(xì)胞”定義。2024年FDA批準(zhǔn)的首個(gè)MSC藥物(Ryoncil?)明確標(biāo)注為”Stromal Cells。

二、MSCs命名歷史
1、奠基時(shí)期(1960s-1980s):形態(tài)與起源的初步探索
“CFU-F”與“成骨干細(xì)胞”
1966-1974年:前蘇聯(lián)科學(xué)家Friedenstein首次從骨髓中分離出貼壁生長(zhǎng)的成纖維樣細(xì)胞,可形成集落(Colony-Forming Unit Fibroblasts, CFU-F)并分化為成骨細(xì)胞。
1987年:這類(lèi)細(xì)胞被明確為“成骨干細(xì)胞”(Osteogenic Stem Cells),證實(shí)其移植后能形成骨組織。
“基質(zhì)干細(xì)胞”的提出
1988年:Owen基于骨髓微環(huán)境支持造血的功能,提出“基質(zhì)干細(xì)胞”(Stromal Stem Cells)的概念,強(qiáng)調(diào)其基質(zhì)支持作用。
2、命名確立時(shí)期(1991年):“間充質(zhì)干細(xì)胞”的誕生
1991年:美國(guó)學(xué)者Arnold Caplan在研究雞胚胎骨髓細(xì)胞時(shí),根據(jù)其源自胚胎中胚層(Mesoderm)的特性,正式命名為“間充質(zhì)干細(xì)胞”(Mesenchymal Stem Cells,?MSCs),強(qiáng)調(diào)其自我更新及分化為骨、軟骨、脂肪等多譜系的能力。
爭(zhēng)議點(diǎn):Caplan的命名雖被廣泛采納,但當(dāng)時(shí)缺乏嚴(yán)格證據(jù)證明這些細(xì)胞具備真正的“干性”(如長(zhǎng)期自我更新能力)。
3、爭(zhēng)議與標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)期(2005-2006年):從“干細(xì)胞”到“基質(zhì)細(xì)胞”
干性質(zhì)疑:多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),體外擴(kuò)增的MSCs實(shí)為混合細(xì)胞群,多數(shù)失去干細(xì)胞特性,更接近祖細(xì)胞或功能細(xì)胞。
ISCT的里程碑定義
2006年:國(guó)際細(xì)胞治療學(xué)會(huì)(ISCT)發(fā)布立場(chǎng)文件,建議改用“多能間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞”(Multipotent Mesenchymal Stromal Cells,?MSCs),并制定最低標(biāo)準(zhǔn):
- 貼壁生長(zhǎng):成纖維樣形態(tài);
- 表面標(biāo)志物:CD73?、CD90?、CD105?,且CD45?、CD34?、HLA-DR?;
- 三系分化能力:成骨、成脂、成軟骨。
4、新概念拓展時(shí)期(2010年后):功能再定義
“藥用信號(hào)細(xì)胞”的提出
- 2010年:Caplan基于MSCs主要通過(guò)旁分泌(如細(xì)胞因子、外泌體)而非細(xì)胞替代發(fā)揮治療作用,提議縮寫(xiě)MSC代表“藥用信號(hào)細(xì)胞”(Medicinal Signaling Cells)。
- 爭(zhēng)議:該命名未被廣泛采納,因忽略其分化潛能。
組織來(lái)源的細(xì)化命名
- 2021年:ISCT建議按來(lái)源組織縮寫(xiě)(如臍帶來(lái)源稱(chēng)MSC-WJ,脂肪來(lái)源稱(chēng)MSC-AT),以規(guī)范研究。
5、當(dāng)前共識(shí)與術(shù)語(yǔ)共存
- 學(xué)術(shù)文獻(xiàn):“間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞”(ISCT標(biāo)準(zhǔn))更強(qiáng)調(diào)細(xì)胞群體的異質(zhì)性和功能特性;
- 臨床與產(chǎn)業(yè):“間充質(zhì)干細(xì)胞”?因歷史沿用和公眾認(rèn)知仍廣泛使用;
- 功能描述:“藥用信號(hào)細(xì)胞”?用于強(qiáng)調(diào)其免疫調(diào)節(jié)與旁分泌機(jī)制。
總結(jié):命名演變的深層意義
| 時(shí)期 | 核心命名 | 推動(dòng)因素 | 科學(xué)共識(shí)變化 |
|---|---|---|---|
| 1970s-1980s | CFU-F/成骨干細(xì)胞 | 形態(tài)與分化能力發(fā)現(xiàn) | 聚焦骨分化潛能 |
| 1991年 | 間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSCs) | Caplan的胚胎起源理論 | 強(qiáng)調(diào)多向分化“干性” |
| 2006年 | 間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞 (MSCs) | ISCT標(biāo)準(zhǔn)化 | 承認(rèn)異質(zhì)性,弱化干細(xì)胞標(biāo)簽 |
| 2010年后 | 藥用信號(hào)細(xì)胞 | 旁分泌機(jī)制主導(dǎo)治療 | 功能重于起源 |
三、生物學(xué)特性與標(biāo)志物
核心特性
多向分化能力:成骨、成軟骨、成脂(Osteo/Chondro/Adipogenic)分化,為組織再生基礎(chǔ)。
免疫調(diào)節(jié)功能:抑制T細(xì)胞增殖、促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞生成,治療移植物抗宿主?。℅VHD)的核心機(jī)制。
歸巢效應(yīng):通過(guò)SDF-1/CXCR4軸靶向損傷部位(如腦卒中病灶)。
表面標(biāo)志物(ISCT標(biāo)準(zhǔn))?:
| 陽(yáng)性標(biāo)志物 | 陰性標(biāo)志物 |
|---|---|
| CD73, CD90, CD105 | CD34, CD45, HLA-DR |
四、臨床應(yīng)用與全球進(jìn)展
適應(yīng)癥與證據(jù)等級(jí)
| 疾病領(lǐng)域 | 關(guān)鍵應(yīng)用 | 臨床階段/獲批狀態(tài) |
|---|---|---|
| 免疫疾病 | 類(lèi)固醇難治性GVHD | FDA批準(zhǔn)(Ryoncil?, 2024) |
| 神經(jīng)系統(tǒng) | 缺血性腦卒中(Ischemic Stroke) | III期試驗(yàn)(促血管生成、神經(jīng)保護(hù)) |
| 呼吸系統(tǒng) | 新冠肺炎(COVID-19)肺損傷 | 改善肺功能(FEV1↑, CT病變↓) |
| 代謝疾病 | 糖尿病 | 恢復(fù)血糖+胰島重塑 |
全球獲批藥物舉例
Ryoncil?(Remestemcel-L):首個(gè)FDA批準(zhǔn)異體MSC藥物(GVHD)。
Prochymal?(加拿大,2012):兒童GVHD。
Alofisel?(EMA,克羅恩病瘺管)。
五、生產(chǎn)技術(shù)與行業(yè)挑戰(zhàn)
間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)的生產(chǎn)技術(shù)涵蓋細(xì)胞來(lái)源選擇、體外擴(kuò)增、質(zhì)量控制及保存運(yùn)輸?shù)热鞒?。目前主流?lái)源包括臍帶(UC-MSCs)、脂肪(AD-MSCs)和骨髓(BM-MSCs),其中臍帶來(lái)源因增殖力強(qiáng)、倫理風(fēng)險(xiǎn)低且不受供體年齡限制,成為臨床試驗(yàn)的主要選擇(占比60%)。生產(chǎn)核心環(huán)節(jié)包括:
- 培養(yǎng)基優(yōu)化:需使用化學(xué)成分限定培養(yǎng)基替代含動(dòng)物血清的傳統(tǒng)培養(yǎng)基,以規(guī)避病原體風(fēng)險(xiǎn)并提升細(xì)胞一致性;
- 培養(yǎng)環(huán)境控制:模擬體內(nèi)低氧環(huán)境(如4-7%O?),維持干細(xì)胞未分化狀態(tài)和功能;
- 凍存與復(fù)蘇工藝:采用三步降溫法液氮保存組織塊,實(shí)現(xiàn)100%分離成功率,復(fù)方電解質(zhì)注射液添加1%人血白蛋白可維持細(xì)胞活性并降低成本。
行業(yè)挑戰(zhàn)聚焦于:
- 異質(zhì)性難題:不同供體及組織來(lái)源的MSCs存在基因表達(dá)和功能差異,導(dǎo)致療效不穩(wěn)定,例如骨髓MSCs隨供體年齡增長(zhǎng)活性下降;
- 標(biāo)準(zhǔn)化瓶頸:缺乏全球統(tǒng)一生產(chǎn)工藝,傳代效應(yīng)(>P5代細(xì)胞功能衰退)和人為操作誤差影響批間一致性;
- 規(guī)?;c成本:細(xì)胞擴(kuò)增數(shù)量受限,高純度人血白蛋白等原料成本高昂,且冷鏈運(yùn)輸要求嚴(yán)苛。
為應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn),行業(yè)正探索誘導(dǎo)多能干細(xì)胞分化MSCs(iMSCs)以提升均質(zhì)性和無(wú)限擴(kuò)增能力,并推動(dòng)3D生物打印技術(shù)構(gòu)建類(lèi)器官(如骨類(lèi)器官)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)組織修復(fù)。
六、爭(zhēng)議焦點(diǎn)與安全性
間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)的核心爭(zhēng)議焦點(diǎn)圍繞其生物學(xué)本質(zhì)與安全性:
命名與本質(zhì)爭(zhēng)議:長(zhǎng)期被誤稱(chēng)為“干細(xì)胞”,但2025年ISCT國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)確認(rèn)其應(yīng)為“間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞”(Mesenchymal Stromal Cells),因其治療依賴(lài)旁分泌(如免疫調(diào)節(jié)、血管再生)而非干細(xì)胞的分化潛能,這一認(rèn)知革新終結(jié)了30年的學(xué)術(shù)爭(zhēng)議。
短期安全性:
- 發(fā)熱:最常見(jiàn)不良反應(yīng)(發(fā)生率≤39%),與生產(chǎn)工藝中殘留內(nèi)毒素或DMSO(凍存劑)相關(guān),而非細(xì)胞本身免疫原性,通??勺杂?/li>
- 其他風(fēng)險(xiǎn):偶見(jiàn)一過(guò)性心律不齊(發(fā)生率7%)或局部不適,與細(xì)胞懸液雜質(zhì)(如胎牛血清殘留)相關(guān)。
長(zhǎng)期安全性:
- 致瘤性:15年臨床薈萃分析(3546例患者)及11年隨訪研究(41例)均未觀察到腫瘤發(fā)生,因其缺乏干細(xì)胞關(guān)鍵基因(如SOX2、NANOG),且體內(nèi)增殖自限1710。
- 感染風(fēng)險(xiǎn):隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)證實(shí)治療組與對(duì)照組感染率無(wú)差異,不增加微生物感染風(fēng)險(xiǎn)。
結(jié)語(yǔ):未來(lái)方向
MSCs的核心價(jià)值在于免疫調(diào)節(jié)與旁分泌,而非分化潛能(如CAR-T)。
未來(lái)需:開(kāi)發(fā)“即用型”凍存制劑(如VUM02注射液);聯(lián)合基因編輯(如TNFSF4↓增強(qiáng)抗纖維化);推動(dòng)監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)化(ISCT定義升級(jí)中)。
科學(xué)界共識(shí):”間充質(zhì)干細(xì)胞是細(xì)胞中的藥房–它們的分泌組才是真正的藥物”。 – Arnold Caplan(間充質(zhì)干細(xì)胞命名之父)。
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