間充質(zhì)干細胞,簡稱MSC,因其獨特的組織修復(fù)能力而受到日益重視。值得一提的,MSC并不依賴于分化為特定的組織細胞來實現(xiàn)修復(fù)功能,而是通過分泌細胞因子發(fā)揮修復(fù)作用,這些細胞因子可以有效地減少炎癥、降低組織細胞的凋亡,消除纖維化,并促進人體內(nèi)源性組織器官的祖細胞的增殖。
在人體內(nèi),MSC分布廣泛,目前主要的來源包括骨髓、臍帶、脂肪。雖然這些來源的MSC都符合國際細胞治療協(xié)會在2006年制定的最低標(biāo)準(zhǔn),那么,究竟哪種來源的MSC更好呢?
研究表明,這三種來源的MSC在功能特性上存在一定差異,主要表現(xiàn)在它們的來源、含量及增殖能力、免疫調(diào)節(jié)能力和分泌的細胞因子譜上各有特點。
一、來源及分離方法
骨髓:骨髓是MSC最常見的來源之一,主要包括髂嵴、胸骨等部位的骨髓組織。分離方法包括密度梯度離心法、貼壁篩選法等。
臍帶:臍帶是新生兒出生時的附屬組織,其中含有大量的MSC。分離方法包括膠原酶消化法、貼壁篩選法等。
脂肪:脂肪組織也是MSC的重要來源之一,其含有大量的脂肪細胞和間充質(zhì)干細胞。分離方法包括吸脂術(shù)、組織塊法等。
二、含量及增殖能力
骨髓:研究最廣泛的MSC組織來源是骨髓。然而,骨髓MSC的增殖能力相較于其他組織來源并不占優(yōu)勢。骨髓MSC在培養(yǎng)至18代時出現(xiàn)染色體異常和端粒酶縮短的現(xiàn)象。此外,隨著年齡的增長,骨髓MSC的數(shù)量和增殖能力出現(xiàn)明顯的下降。性別也會影響骨髓MSC的大小和增殖能力,女性骨髓MSC的細胞直徑和倍增時間均優(yōu)于男性骨髓MSC。
臍帶:臍帶來源的MSC具有較短的倍增時間和較強的克隆形成能力,顯示出其增殖優(yōu)勢。有研究顯示,臍帶MSC的培養(yǎng)能有效擴增到40代,依然具有多向分化潛能。然而,細胞核型分析顯示,臍帶MSC在培養(yǎng)至30代才出現(xiàn)染色體異常。
脂肪:脂肪來源的MSC與骨髓MSC分離后的P1代細胞長滿均需要15-22天左右的時間,兩者的倍增時間沒有明顯差異。
三、免疫調(diào)節(jié)能力
骨髓:骨髓來源的MSC具有較高的免疫原性,其HLA-DR的表達較高,受到炎癥環(huán)境的影響。在給予TNF-α和IFN-γ刺激時,骨髓MSC會上調(diào)HLA-DR的表達。然而,機體內(nèi)IFN-γ的局部濃度可能影響其作用。
臍帶:臍帶來源的MSC具有較低的免疫原性和更強的免疫調(diào)節(jié)作用。其HLA-DR的低表達不受炎癥環(huán)境的影響。
脂肪:脂肪來源的MSC的免疫調(diào)節(jié)能力明顯優(yōu)于骨髓MSC,對樹突狀細胞具有更強大的調(diào)節(jié)能力。
四、分泌細胞因子譜
骨髓:骨髓MSC促進造血干細胞克隆形成的能力存在爭議,有研究認為優(yōu)于臍帶血和臍帶來源,也有研究認為不如臍帶血和臍帶來源。骨髓MSC分泌的VEGF量較高,在促進血管新生方面有一定優(yōu)勢。此外,骨髓MSC表達較高的NGF。
臍帶:臍帶MSC分泌的細胞因子(如G-CSF、GM-CSF、HGF、IL-6、IL-8、IL-11)遠高于骨髓MSC,支持造血干細胞克隆形成的效果優(yōu)于骨髓MSC。然而,也有研究顯示其促進造血干細胞克隆形成的能力不如骨髓MSC。此外,臍帶MSC高表達HGF而低表達VEGF。
脂肪:脂肪MSC表達BDNF的量高于骨髓MSC,但增殖能力和趨化能力存在差異。商品化的骨髓MSC和脂肪MSC有相似的增殖能力和趨化能力,但實驗室培養(yǎng)的不同個體的脂肪MSC的增殖能力和趨化能力卻出現(xiàn)明顯的差異。
綜上所述,骨髓、臍帶、脂肪和羊膜來源的MSC在含量、增殖能力、免疫調(diào)節(jié)能力和分泌細胞因子譜等方面具有一定的差異。這些差異為MSC在臨床上的應(yīng)用提供了參考依據(jù),有助于更好地選擇適合的MSC來源用于治療不同的疾病。
需要注意的是,不同的實驗室、不同的分離方法及不同的培養(yǎng)體系對MSC的實驗研究結(jié)果產(chǎn)生影響,因此在實際應(yīng)用中需要謹(jǐn)慎對待這些差異。同時,即使是相同來源的MSC,不同個體之間也可能會出現(xiàn)功能上的異質(zhì)性。因此,在應(yīng)用MSC進行細胞治療時需要選擇合適的組織來源和培養(yǎng)體系(培養(yǎng)基很重要),并注意供者年齡對細胞質(zhì)量的影響。
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