眾所周知,間充質(zhì)干細胞(mesenchymal stem cell,MSC)是中胚層來源的、廣泛分布于全身多組織中的干細胞。
間充質(zhì)干細胞的發(fā)展歷史
它的歷史可以追溯到1867年,德國科學(xué)家Cohnheim在研究傷口愈合時,首次提出骨髓中存在非造血干細胞的觀點,并認為成纖維細胞可能來源于骨髓。
20世紀70年代,F(xiàn)riedenstein等成功通過貼壁分離培養(yǎng)的方法,從骨髓中分離出一種纖維原細胞,并證明其可在體外大量擴增,并具有定向分化的特征。隨后,Prockop和Pittenger分別證明了這種纖維樣黏附細胞含有間充質(zhì)干細胞,具有分泌多種間質(zhì)組織的能力。
1991年,Caplan教授首次提出MSCs的概念,他也被業(yè)界稱為“間充質(zhì)干細胞之父”。Caplan把骨髓中可以黏附于塑料培養(yǎng)皿表面、在體外能高度擴增并具有多向分化潛能的細胞群命名為MSCs。此后,MSCs進入高速發(fā)展階段。
1995年,Lazarus等第一次將MSCs運用于臨床,他們收集緩解期血液腫瘤患者的自體MSCs,在體外擴增培養(yǎng)4~7周,再靜脈注射入患者體內(nèi),患者被分為3組,分別給予不同劑量,注射后沒有觀察到毒副作用,提示MSC用于臨床安全可靠。
2000年,Erics等首次報道了從臍帶血中分離培養(yǎng)出MSC,并認為其不僅能提高造血干細胞的骨髓歸巢和早期造血恢復(fù),還具有免疫原性弱的特性。
間充質(zhì)干細胞的特性
2006年,國際細胞治療協(xié)會(International Society for Cellular Therapy,ISCT)確定MSC的鑒定標準為:
1.在塑料培養(yǎng)皿內(nèi)貼壁生長,在含血清培養(yǎng)基內(nèi),高度增殖;
2.表達CD105、CD73、CD90,不表達CD45、CD34、CD14或CD11β、CD79ɑ或CD19;
3.在體外可以分化為成骨細胞、脂肪細胞、軟骨細胞。
隨著研究深入發(fā)現(xiàn),公認的MSCs其實是一群具有高度自我更新能力和不同分裂增殖能力的多能干細胞,可在體外培養(yǎng)擴增,也可在特定條件下分化為神經(jīng)細胞,成骨細胞、軟骨細胞、肌肉細胞、脂肪細胞等。MSCs在細胞增殖、分化、免疫調(diào)控潛能上具有異質(zhì)性,存在不同的干細胞亞群,其除了具有多向組織細胞分化功能之外,還在造血、免疫炎癥反應(yīng)、血管新生等人體重要功能中起調(diào)節(jié)作用。
間充質(zhì)干細胞的臨床應(yīng)用
近來,干細胞在免疫抑制方面有了首例干細胞用于器官移植的案例。這篇發(fā)表在Stem Cells Translational Medicine上的案例報道展示了一例腎臟移植患者用自體骨髓間充質(zhì)干細胞(BMSCs)誘導(dǎo)免疫耐受獲得成功。這位37歲男性行腎移植術(shù)前回輸BMSCs,在移植后 2 年內(nèi),將免疫抑制劑逐漸減量,直到完全停服,過程安全。截止隨訪期,患者移植后腎臟功能正常。
經(jīng)過這幾十年漫長的發(fā)展,大量的體外和動物體內(nèi)實驗表明,間充質(zhì)干細胞對許多疾病具有潛在治療作用,包括多種自身免疫性疾病、移植物抗宿主病、血液病、血管性疾病、糖尿病、組織器官損傷和退行性疾病等。