近年來，間充質(zhì)干細胞越來越廣泛地應(yīng)用于疾病治療當(dāng)中，成為醫(yī)療界中的一顆新星，給大量被疾病困擾的人們減輕了痛苦。

間充質(zhì)干細胞通過直接和間接兩種方式發(fā)揮作用。直接方式包括歸巢、定向分化與多向分化以及旁分泌效應(yīng)等。間接方式包括雙向調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng)、抗氧化應(yīng)激、抗纖維化、抗凋亡、造血支持作用及參與或促進血管再生、激活內(nèi)源干細胞增殖分化及患病組織器官已分化的正常細胞去分化，以及抗衰老、抗瘢痕等。

間充質(zhì)干細胞治療疾病的作用機制

01直接方式

人體組織器官功能障礙，如果長期得不到修復(fù)，是可能會誘發(fā)形成重大疾病。

例如，內(nèi)分泌系統(tǒng)，當(dāng)甲狀腺功能亢進會發(fā)生甲亢；功能不足則會甲減；人體的免疫系統(tǒng)也是，當(dāng)免疫系統(tǒng)功能降低，可能會導(dǎo)致外部病原體入侵及內(nèi)部腫瘤細胞逃離“監(jiān)視”，而當(dāng)免疫系統(tǒng)過強時，又會有過敏反應(yīng)。

組織器官功能障礙或結(jié)構(gòu)損傷導(dǎo)致的疾病，是可以通過干細胞移植來修復(fù)功能障礙和組織器官或再生損傷的組織器官的。

間充質(zhì)干細胞歸巢現(xiàn)象

人體中的干細胞有個壁龕，或稱干細胞龕(Stem?cell?niche），是干細胞集中儲存的部位，平時在體內(nèi)干細胞龕會維持著成體干細胞處于休眠狀態(tài)，一旦組織受傷，周圍的微環(huán)境就會傳遞信號給成體干細胞，引起成體干細胞的自我更新和分化，去修復(fù)受損的組織。

而通過靜脈回輸?shù)拈g充質(zhì)干細胞，在體內(nèi)則需要被調(diào)動到受傷的組織周圍發(fā)揮功能。因此，干細胞需要一個幫它導(dǎo)航定位的“GPS”，而這種能力就是干細胞的“歸巢現(xiàn)象”。

在一些全身性損傷（如系統(tǒng)性紅斑狼瘡和創(chuàng)傷性多器官功能不全）和局部創(chuàng)傷（如脊柱損傷和皮膚損傷)?等涉及組織細胞變性、壞死、缺失的疾病治療中發(fā)現(xiàn)，無論是通過淺表靜脈輸入、血管介入、腔隙注射還是定位移植的臍帶間充質(zhì)干細胞，均可見到有部分細胞遷移、歸巢至損傷組織中。

定向分化與多向分化

我們知道，干細胞它是一類具有自我復(fù)制和多向分化能力的細胞。

間充質(zhì)干細胞是目前科學(xué)界得到最多研究的干細胞。間充質(zhì)干細胞雖不能發(fā)育成完整個體，卻能夠多向分化產(chǎn)生多種類型細胞，包括心肌細胞、?神經(jīng)細胞、干細胞、上皮細胞、肺細胞、肌腱細胞、軟骨細胞等。

間充質(zhì)干細胞通過直接移植或歸巢到患病組織器官，到達受損的組織器官在特定微環(huán)境誘導(dǎo)下，通過分裂增殖、分化發(fā)育為與受損組織器官細胞種類相同的細胞。

在這個過程中，干細胞通過某一微環(huán)境誘導(dǎo)，基因組發(fā)生重編程，發(fā)育形成某一組織類型細胞，進行定向分化；或者通過不同微環(huán)境誘導(dǎo)，分別發(fā)育形成不同組織類型細胞，進行多向分化。

定向分化和多向分化是衡量干細胞移植是否成功的關(guān)鍵，只有成功地進行定向分化和多向分化，才有可能治愈疾病。

旁分泌作用

間充質(zhì)干細胞的旁分泌效應(yīng)，是指干細胞能夠表達、合成、分泌各類生長因子、細胞因子、調(diào)節(jié)因子、信號肽等多種深生物活性分子，來調(diào)節(jié)代謝、免疫、細胞分化、增殖、遷移、營養(yǎng)、凋亡等活性因子，并通過這些因子平衡了機體的內(nèi)穩(wěn)態(tài)，為干細胞免疫調(diào)節(jié)、抗凋亡等提供了適宜的環(huán)境。

說的通俗點，間充質(zhì)干細胞的旁分泌作用就是通過釋放有用的物質(zhì)，從而達到修復(fù)機體的效果。

間充質(zhì)干細胞的旁分泌效應(yīng)近年來備受重視。2017年，國際著名期刊Stem?Cell上發(fā)布了一篇文章，通過臨床試驗證實間充質(zhì)干細胞對骨關(guān)節(jié)炎的改善效果，35例軟骨缺損的病人在通過異體間充質(zhì)干細胞混合自體軟骨組織治療后全部獲得改善，并且研究者對臨床結(jié)果總結(jié)后認為移植的間充質(zhì)干細胞通過旁分泌效應(yīng)刺激了病人自體組織的修復(fù)。

02間接方式

間充質(zhì)干細胞通過直接和間接兩種方式發(fā)揮治療作用。其中間接方式包括雙向調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng)、抗氧化應(yīng)激、抗纖維化、抗凋亡、造血支持作用以及抗衰老、抗瘢痕等。

間充質(zhì)干細胞移植治療作用機制的間接方式主要也是源自其自分泌、旁分泌及遠程分泌的這些種類繁多的細胞因子。

按照主要功能劃分，間充質(zhì)干細胞可分泌的細胞因子包括以下這幾種：

• ①生長因子類；
• ②集落刺激因子類；
• ③趨化因子類；
• ④白細胞介素( interleukin，IL) 類；
• ⑤干擾素( interferon，INF) 類；
• ⑥神經(jīng)營養(yǎng)因子類；
• ⑦轉(zhuǎn)化生長因子 ( transforminggrowth factor，TGF) 類；
• ⑧腫瘤壞死因子( tumornecrosis factor，TNF) 類；
• ⑨酶類酶。

雙向調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng)

間充質(zhì)干細胞具有強大的調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)和免疫反應(yīng)功能。由于免疫原性低，間充質(zhì)干細胞對固有免疫（先天免疫）和適應(yīng)性免疫（特異性免疫）的多種效應(yīng)細胞都具有顯著的免疫調(diào)節(jié)作用。

在機體內(nèi)炎癥微環(huán)境中大量促炎因子的誘導(dǎo)下，不同種類、濃度的炎癥介質(zhì)誘導(dǎo)間充質(zhì)干細胞時，會表現(xiàn)出截然相反的免疫調(diào)節(jié)作用。

間充質(zhì)干細胞就像免疫環(huán)境的一個調(diào)和劑:?當(dāng)炎癥反應(yīng)加強時，它會抑制免疫反應(yīng);?當(dāng)炎癥反應(yīng)減弱時，它又會促進免疫反應(yīng)。

通過對免疫反應(yīng)、炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)作用，間充質(zhì)干細胞可以在一些自身免疫性疾病和各種炎癥性疾病，譬如移植物抗宿主病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、糖尿病、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、創(chuàng)傷性系統(tǒng)性炎癥等病癥中發(fā)揮很好作用。

抗氧化應(yīng)激、抗纖維化、抗凋亡

什么是氧化應(yīng)激？

是指體內(nèi)氧化與抗氧化作用失衡的一種狀態(tài)，傾向于氧化，導(dǎo)致中性粒細胞炎性浸潤，蛋白酶分泌增加，產(chǎn)生大量氧化中間產(chǎn)物。氧化應(yīng)激是由自由基在體內(nèi)產(chǎn)生的一種負面作用，并被認為是導(dǎo)致衰老和疾病的一個重要因素。

間充質(zhì)干細胞可以分泌超氧化物歧化酶、過氧化氫酶等抗氧化劑等，緩解了因氧化應(yīng)激造成的各種損傷。多項研究表明，在給亞健康人群輸注間充質(zhì)干細胞后，精神狀態(tài)變好、睡眠改善并且食欲增強體能增加，這些都可能跟間充質(zhì)干細胞的抗氧化應(yīng)激能力有關(guān)。

器官纖維化是一種嚴重疾病。發(fā)生纖維化后，實質(zhì)細胞減少，纖維結(jié)締組織增多，導(dǎo)致器官結(jié)構(gòu)損傷、功能減退甚至衰竭。間充質(zhì)干細胞可分泌多種細胞因子，通過調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和炎癥反應(yīng)，減少促纖維化因子和膠原蛋白沉積，具有抗纖維化作用，在治療肺、肝、腎等器官纖維化上間充質(zhì)干細胞表現(xiàn)出了非常好應(yīng)用前景。

最后，間充質(zhì)干細胞分泌的一些細胞因子，譬如 VEGF、胰島素樣生長因子、肝細胞生長因子等，有阻止受損組織器官的細胞發(fā)生凋亡，促進組織器官修復(fù)再生的作用。

造血支持作用及參與或促進血管再生

間充質(zhì)干細胞分泌的多種細胞因子（如基質(zhì)細胞衍生因子、VEGF等）可以促進造血干細胞的增殖和分化，從而增強造血功能。

同時，間充質(zhì)干細胞本身能夠分泌的VEGF，可有效地促進血管再生，改善血液循環(huán)；間充質(zhì)干細胞具有異質(zhì)性特性，在一定條件下可以分化為內(nèi)皮細胞，這些細胞進入組織器官損傷部位后同樣也具有血管再生作用，這些因素都表明間充質(zhì)干細胞能直接或間接的促進損傷的組織器官血管再生。

展望

深入研究間充質(zhì)干細胞的作用機制，可充分利用和發(fā)揮間充質(zhì)干細胞生物學(xué)特性方面的優(yōu)勢，為疾病治療提供新的策略。

相信隨著醫(yī)療技術(shù)的不斷發(fā)展，干細胞必將引發(fā)醫(yī)療變革，成為繼藥物、手術(shù)后的第三種治療方式，一系列傳統(tǒng)手段難以治療的疑難雜癥也終將會被干細胞逐步取代與救治。

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