间充质干细胞如何在体内发挥作用？

间充质干细胞利用其自我更新、免疫调节、抗炎、信号传导和分化特性来影响体内的积极变化。  

间充质干细胞 (MSC) 还具有通过分裂和发育成特定组织或器官中存在的多种专门细胞类型来自我更新的能力。

间充质干细胞是成体干细胞，这意味着它们不存在伦理问题，间充质干细胞并非源自胚胎材料。

免疫调节（调节免疫系统）

间充质干细胞（MSC）可以通过在免疫系统激活不足时促进炎症反应以及在免疫系统过度激活时减少炎症来调节免疫系统。

间充质干细胞可以在防止免疫系统攻击自身方面发挥关键作用，类似于许多自身免疫性疾病中可能看到的情况。

根据科学家 Bernardo 等人 2013 年进行的一项研究。当间充质干细胞暴露于足够水平的促炎标记物（细胞因子）时，会通过促进免疫抑制反应来抑制炎症并促进组织稳态。

图 . 显示免疫系统平衡

抗炎（减少有害炎症）

炎症是免疫系统的一种反应，旨在保护身体免受有害的外部刺激，并帮助和修复身体。

然而，当炎症失调时，会对身体产生有害影响。免疫系统长期失调会导致多种自身免疫性疾病，例如多发性硬化症、1 型糖尿病、炎症性肠病或狼疮。

间充质干细胞的抗炎特性在其治疗能力中发挥着关键作用。

一般来说，间充质干细胞(MSC) 在维持稳态（免疫调节和抗炎活性）方面的核心作用是通过与免疫细胞相互作用来实现的，并通过细胞因子、趋化因子、细胞表面分子和代谢途径介导。MSC抑制 T 细胞增殖、细胞因子分泌和细胞毒性。

MSC 分泌组和细胞外囊泡（外泌体信号传导）

间充质干细胞的再生作用不仅依赖于其分化潜力和替代受损组织的能力，而且还由其分泌组通过旁分泌机制介导。

MSC分泌组是一组释放到体内的生物活性因子，包括细胞因子、生长因子、细胞外囊泡、神经营养因子、可溶性蛋白质、脂质和核酸。

释放的分泌蛋白组在许多生理过程的调节中发挥着重要作用，并且它们作为疾病的潜在生物标志物和治疗靶点越来越受到人们的关注。

根据科学家 Arutyunyan 等人 2016 年进行的一项研究。与骨髓来源的 (BM-MSC) 相比，UC-MSC 表现出神经营养因子的分泌增加，例如 bFGF、神经生长因子 (NGF)、神经营养蛋白 3 (NT3)、神经营养蛋白 4 (NT4) 和胶质源性神经营养因子 (GDNF) MSC）和脂肪组织来源的（AT-MSC）。(

此外，与 BM 相比，UC-MSC 分泌的多种重要细胞因子和造血生长因子的数量明显更高，包括 G-CSF、GM-CSF、LIF、IL-1 α、IL-6、IL-8 和 IL- 11 -间充质干细胞。  这表明 UC-MSC 可能比其他来源的 MSC 更有效。 

归巢特性（MSC 如何知道去哪里）

间充质干细胞的主要优点之一是由于其固有的归巢能力，它们能够靶向特定的关注区域。当全身施用时，间充质干细胞归巢可以定义为退出循环并迁移到损伤部位。

系统归巢是一个由特定分子相互作用控制的多步骤过程。系统归巢的过程可以分为五个步骤：（1）束缚和滚动，（2）激活，（3）停滞，（4）轮回或渗出，以及（5）迁移”。 

下图概述了此过程。

图. MSC 的归巢特性

分化（成为新型细胞）

间充质干细胞是多能干细胞，可以自我更新并分化成不同的细胞类型。

换句话说，间充质干细胞可以变成多种不同的细胞类型，包括：脂肪组织、软骨、肌肉、肌腱/韧带、骨骼、神经元和肝细胞。

根据科学家 Almalki 等人 2016 年进行的一项研究，MSC 分化为特定的成熟细胞类型是由各种细胞因子、生长因子、细胞外基质分子和转录因子 (TF) 控制的。

间充质干细胞有助于组织再生和分化，包括维持体内平衡和功能、适应改变的代谢或环境要求以及修复受损组织。

结论

围绕间充质干细胞（MSC）的机制有大量的研究。许多研究概述了它们的多样化功能，包括自我更新、免疫调节、抗炎、信号传导和分化特性。这些特性使间充质干细胞能够用于多种退行性疾病的各种临床环境。

研究开始表明，脐带组织来源的间充质干细胞（UC-MSC）可能比其他来源的间充质干细胞更有效，因此有可能提高其临床疗效。

参考文献：Torres Crigna, A., Daniele, C., Gamez, C., Medina Balbuena, S., Pastene, D. O., Nardozi, D., … Bieback, K. (2018, June 15). Stem/Stromal Cells for Treatment of Kidney Injuries With Focus on Preclinical Models. Frontiers in medicine.