那么,间充质干细胞会是合格的修复大师吗?大约超过7000篇关于间充质干细胞的论文在2018年发表,788项已经完成或正在进行的间充质干细胞临床研究(Ayala-Cuellar et al ., 2019)。自从20世纪70年代Friedenstein等人发现间充质干细胞以来,间充质干细胞就一直是学术界和临床转化研究的焦点。间充质干细胞具有自我更新和多向分化的潜能。由于其易于分离和便于体外扩增的特点,间充质干细胞也成为再生医学中最常用的细胞。此外,因为具有免疫调节特性,间充质干细胞治疗还为自身免疫病、炎症和血液病以及移植手术提供了一个很有前景的治疗手段(Weiss和Dhalke, 2019)。
在临床前和临床试验中,科学家一直努力探索间充质干细胞的治疗潜力,以期证明其治疗的安全性和有效性。 研究结果表明,间充质干细胞可以成功促进各种组织再生,包括骨、肌肉、神经、心肌、肝脏、角膜、气管和皮肤(Han et al., 2019)。
间充质干细胞与骨重建当创伤、关节置换术或肿瘤切除手术后出现骨缺损时,医生通常推荐采用自体或异体骨移植作为一种治疗选择。然而,有限的供应、手术中感染和并发症的风险限制了这些方案(Garcia-Gareta et al.2015;Lozano-Calderon et al.2016)。因此,具有成骨潜能的间充质干细胞成为骨重建的最佳选择。 间充质干细胞与软骨损伤在骨关节受损中,由于血液供应不足,软骨不能很好地自我修复,也不能很快地自我修复。目前的软骨修复技术有两种,骨髓刺激和软骨移植,然而效果很有限。科学家们不得不寻找新的有效替代方法。从20世纪90年代的临床前试验开始,间充质干细胞就已被用于软骨再生,并且与生物材料紧密结合。1)利用细胞外基质构建3D支架,可优化植入的间充质干细胞增殖和分化。 2)载有间充质干细胞和刺激因子(如BMP-2/-4、IGF-1、TGF等)的水凝胶,可促进软骨损伤修复(Yang et al., 2017)。尽管进行了大量的临床试验,科学家们依然还没有就最佳细胞来源达成一致。因此,在间充质干细胞临床普及用于促进软骨再生之前,我们还需要进行更多的研究。
通过释放细胞因子和活性分子(如TGF -ß,调节损伤和修复过程),间充质干细胞可调节免疫反应和保护神经元结构(van Velthoven et al ., 2012)。这意味着,间充质干细胞在脑损伤和修复周围神经时,可能有着不错的结果。临床前研究证实,间充质干细胞可促进神经系统功能恢复。然而,临床应用的报道却很少(Papa et al., 2018)。 间充质干细胞与器官修复 临床试验和动物模型均已证明,间充质干细胞不仅可再生组织,而且可修复器官,如心脏、肝脏、角膜和气管。在肝硬化患者中,间充质干细胞有助于改善肝功能。事实上,间充质干细胞可以分泌营养和免疫调节因子支持肝细胞功能,逆转肝脏纤维化和促进血管生成(Wang et al., 2017)。对于研究人员来说,开发治疗肝衰竭的方法是紧迫的,因为需要肝移植的患者数量更多。
间充质干细胞在再生医学方面的应用案例,包括治疗肾损伤和肺部疾病,还有大面积皮肤损伤的修复再生(Han et al., 2019)。