脐带间充质干细胞的发现
间充质干细胞(MSC)是干细胞家族的重要成员,来源于发育早期的中胚层,属于多能干细胞。
1976年,德国科学家Frieden Stein和他的同事在骨髓中发现了间充质干细胞(MSCs),后来的研究者陆续发现间充质干细,因其具有多向分化潜能、造血支持和促进组织细胞修复、免疫调控和自我复制再生等特点而日益受到人们的关注。
间充质干细胞在体内或体外特定的诱导条件下,可分化为脂肪、骨、软骨、肌肉、肌腱、韧带、神经、肝、心肌、内皮等多种组织细胞,连续传代培养和冷冻保存后仍具有多向分化潜能,可作为理想的种子细胞用于衰老和病变引起的组织器官损伤修复。
骨髓干细胞虽然是最早被使用的间充质干细胞,并且也被广泛的研究,但由于提取成本高,获取有创伤,提取数量少等原因,使用量也开始降低。
2006年,我国在脐带组织中分离出间充质干细胞,脐带在我国本属于医疗废弃物,然而随着医学和科技的进步,科学家们发现从脐带中分离培养的间充质干细胞可对人体组织和器官有修复和再生的能力,而且没有医学伦理的困扰,所以受到科学家的青睐,被广泛应用于临床研究中。
脐带间充质干细胞的特点
近年来,人们对脐带组织来源的间充质干细胞产生了越来越浓厚的兴趣,对其寄予厚望,这种组织来源的间充质干细胞不仅保持了间充质干细胞的生物学特性,而且还具备如下优点:
脐带干细胞优势特点:
01、活性更强,脐带中的干/祖细胞更原始,有更强的增殖分化能力;
02、可分化为各种类型的功能细胞,用于干预多种疾病,且不产生肿瘤;
03、低免疫原性,安全无副作用。因细胞处于原始状态,使用时无需配型,不会被免疫系统识别为抗原,直接使用不引起免疫排斥反应,临床应用非常安全。
04、来源方便,采集简便,易于分离、培养、扩增和纯化,对捐赠者和新生儿无任何不良影响,无伦理学争议,使用方便。
05、具有旁分泌作用和免疫调节作用,调节炎症,能自主归巢到受损病灶并进行组织修复,具有抗凋亡、抑制细胞纤维化和促血管生成的特性。
以上脐带间充质干细胞具有的特性和能力,使得它们非常适合于慢性炎症和相关组织损伤引起的疾病。所有的新生儿脐带组织中都含有大量的干细胞,也就让采集变得可行易行,因此也有人称脐带中的间充质干细胞为“黄金资源”。
脐带间充质干细胞成为研究热点
脐带中分离培养出的间充质干细胞完成了从医疗废弃物到生物资源的华丽转身,一根脐带经过全程无异种血清的培养,得到近百份多能干细胞,进而为临床医生们提供了近百次诊疗、治愈疾病的机会。
从治疗的疾病种类来看,间充质干细胞的临床研究涉及上百种疾病。其中神经系统、心血管和骨科疾病是三类主要的研究领域,占比都在15%以上,总和超过一半。另外,糖尿病、肝脏、肺脏、胃肠道、皮肤、自体免疫疾病和移植物抗宿主病(GVHD)的比例都在5%左右,是间充质干细胞重要的临床研究方向。
截止目前,脐带间充质干细胞的大部分临床研究进入Ⅰ期、Ⅱ期,少部分已进入Ⅲ期。以下是近年来文献可查的脐带间充质干细胞部分临床研究案例,涉及25种疾病43项研究,由此可见,脐带间充质干细胞的应用前景非常广阔。
一、
脐带间充质干细胞VS帕金森
2013年,广东省中医院9例帕金森患者接受脐带间充质干细胞回输后,虽然尚不能逆转疾病的进展,但干预帕金森病效果明显,显著改善了患者的运动症状,提高的生活质量,延缓病情发展。
二、
脐带间充质干细胞VS肝硬化
近期,国内王福生院士的最新研究结果显示,脐带间充质干细胞显著改善失代偿性肝硬化的肝功能及长期生存率。共有219例患者纳入研究,其中108名患者接受干细胞调理,111名患者作为对照组。
结果显示,脐带间充质干细胞可以减轻肝素的氨基转移,明显改善肝脏功能,并且干细胞使用组的总体生存率高于对照组。这一研究给间充质干细胞改善肝硬化的安全性和有效性提供了新的证据。
三、
脐带间充质干细胞VS肾病综合征
2016年4月,《中华细胞与干细胞杂志》发表了一项人脐带间充质干细胞用于干预难治性肾病综合征的临床效果研究。研究共纳入了30例(男23例、女7例,激素抵抗型12例、激素依赖型18例)
此次临床研究采用静脉全身回输的方式进行,所有参与者是在常规药物干预的基础上增加UCMSC的回输调理,细胞使用前后24h尿蛋白定量、血浆白蛋白、总蛋白的比较显示:
UCMSC细胞使用前(0周)与使用后4周、8周、16周,24周之间差异均有统计学意义(P
患者经过UCMSC调理4周左右,24 h尿蛋白定量即发现显著减轻,血中白蛋白,总蛋白均得到改善。4周的总缓解率达到46.67%,随访到24周,患者的总缓解率升至70.0%,说明UCMSC对肾病综合征病情的改善有积极的作用,起效快。
在细胞调理过程中患者的尿素氮,血肌酥均在正常范围内波动,个别合并AKI的患者还可发现肾功能恢复快,相关文献亦有报道UCMSC可改善肾功能,尤其有助于AKI的修复及改善预后。初步证实了UCMSC具有一定干预效果,可以显著改善难治性肾病综合征患者的蛋白尿,增加临床缓解率,并且安全性高,提供了修复上可供选择的新手段。
UCMSC干预难治性肾病综合征的主要可能机制包括:
(1)有分化潜能,并有归巢效应,具有选择性的体内分布特点,作用于受损的肾脏组织:(2)UCMSC可以调节免疫,改变Thl / Th2的免疫平衡状态,使Thl7含量下降,上调Treg细胞;
(3)上调nephrin mRNA表达,促进足细胞的修复;
(4) UCMSC还有旁分泌的作用,可以分泌VEGF等因子,VEGF在改善肾组织炎性反应、缺氧、组织纤维化具有一定作用。
四、 脐带间充质干细胞VS糖尿病并发症 安徽医科大学附属安徽省医院向53位II-IV级糖尿病足患者的病肢溃疡部位多点注射脐带间充质干细胞,治疗后三个月,与对照组相比,治疗组疗效明显,皮肤温度,踝-臂压力指标,皮肤氧张力及跛行距离均有稳定提升。 第二军医大学福州总院临床医学院与第二军医大学附属长征医院向15位胰背动脉、双肾动脉介入及外周静脉输注脐带间充质干细胞,治疗后,患者血压、血糖、C 肽值及肾功能指标均有所改善。在改善舒张压、肾功能方面的临床疗效方面,治疗组优于口服缬沙坦+皮下注射胰岛素的对照组患者。 白求恩国际和平医院、河北省人民医院与河北省第三人民医院在局部麻醉下沿30位糖尿病下肢血管病变患者的患肢血管走行方向,自上而下行多点局部肌注1ml脐带间充质干细胞,结果显示,治疗组临床显效率为54%,显著高于对照组的 34%,治疗后3个月治疗组各项临床观察指标及踝肱指数值好转更明显。 表6 糖尿病下肢血管病变疗效比较
五、 脐带间充质干细胞VS系统性红斑狼疮 2012年,江苏大学附属医院风湿免疫科为21位系统性红斑狼疮患者静脉回输脐带间充质干细胞,显著地降低了系统性红斑狼疮患者尿蛋白水平,降低了患者的疾病活动度,降低了系统性红斑狼疮疾病活动指数评分(表5)。
表5 间充质干细胞移植对SLE患者疾病活动度及尿蛋白的影响 2013年,长江大学附属第一医院和荆州市第一人民医院风湿免疫科为18位系统性红斑狼疮患者肘前部静脉输注脐带间充质干细胞。1个月后,大多数患者发热、疲倦、乏力等临床症状及体征较移植前得到明显改善。 目前,我国已经大力加强干细胞研究工作的开展,对于间充质干细胞用于治疗十余种难治性疾病的治疗研究,除了上述临床应用疾病以外,还用于心脑血管疾病,肝硬化、骨和肌肉衰退性疾病、脑和脊髓神经损伤、老年痴呆及红斑狼疮和硬皮病等自身免疫性疾病的治疗研究,已经取得的部分临床试验结果令人鼓舞。 迄今的研究表明,脐带来源的间充质干细胞不但能够成为骨髓间充质干细胞的理想替代物,而且具有更大的应用潜能。脐带间充质干细胞具有分化潜力大、增殖能力强、免疫原性低、取材方便、无道德伦理问题的限制等优势,因此有可能成为最具临床应用前景的多能干细胞。
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