综述:围产期间充质干细胞的研究新进展:从基础到临床应用的突破

【字体: 时间:2025年03月07日 来源:Stem Cell Research & Therapy 7.1

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  为解决退行性疾病治疗难题,研究人员开展围产期间充质干细胞(MSCs)研究,发现其治疗潜力大,意义重大。

  

在生命科学和医学领域,干细胞研究一直是备受瞩目的焦点。间充质干细胞(MSCs)作为一类具有多向分化潜能的细胞,在疾病治疗方面展现出了巨大的潜力。然而,目前针对 MSCs 的研究仍面临诸多挑战。例如,MSCs 的鉴定缺乏单一特异性分子标记,不同来源的 MSCs 在生物学特性和治疗效果上存在差异,且在临床应用中,如何提高 MSCs 治疗各种退行性疾病的疗效,同时确保其安全性,成为亟待解决的问题。

为了深入探索 MSCs 的奥秘,来自阿联酋大学、奥克兰大学等机构的研究人员开展了一系列研究。他们的研究成果发表在《Stem Cell Research & Therapy》上,为 MSCs 的研究和应用开辟了新的道路。

研究人员在研究过程中,运用了多种关键技术方法。首先是细胞分离技术,从围产期组织(如脐带、胎盘等)中分离出间充质干细胞;其次是细胞鉴定技术,通过检测细胞表面抗原(如 CD73、CD90、CD105 等)和转录因子(如 Sox2、Oct4、Nanog 等)来鉴定 MSCs;此外,还运用细胞培养和诱导分化技术,在体外将 MSCs 诱导分化为特定细胞类型,用于治疗不同疾病的研究。

下面来详细了解一下具体的研究结果:

  1. 围产期 MSCs 的生物学特性:MSCs 是具有多向分化潜能的再生细胞,可分化为多种组织细胞。国际细胞治疗学会(ISCT)制定了人类 MSCs 用于科学研究和临床前试验的标准,包括塑料贴壁、表达特定细胞表面抗原、缺乏造血抗原表达、能进行三系分化以及呈现成纤维细胞样形态等。围产期 MSCs 可从胎盘组织的五个不同区域获取,与其他来源的 MSCs 相比,具有诸多优势,如增殖能力更强、免疫原性更低、致瘤风险小、获取无需侵入性操作且无明显伦理问题,同时来源丰富,可大规模获取123

  2. 围产期 MSCs 的分子生物标志物:目前尚无单一标记可特异性识别 MSCs,研究人员探讨了常用的生物标志物。CD73、CD90 和 CD105 是 ISCT 推荐的标记,其中 CD73 可将细胞外 AMP 降解为腺苷,具有免疫调节作用,且围产期 MSCs 中 CD73 表达水平高于成年来源的 MSCs;Sox2、Oct4 和 Nanog 组成的多能性三联体,对维持干细胞的干性和自我更新至关重要,在围产期 MSCs 中也有表达;CD29 和 CD49f 作为整合素生物标志物,在细胞黏附、迁移和维持干细胞干性方面发挥重要作用456

  3. 围产期 MSCs 在退行性疾病治疗中的应用

    • 退行性椎间盘疾病(DDD):围产期 MSCs,尤其是脐带华通胶(WJ)来源的 MSCs,在软骨再生和椎间盘修复方面展现出潜力。其分泌的外泌体可通过多种机制改善椎间盘微环境,如抑制细胞凋亡、减少炎症反应、维持细胞外基质(ECM)稳定等。但 MSCs 在临床应用中面临挑战,如在椎间盘恶劣环境中存活率低。研究发现,将 MSCs 分化为软骨祖细胞(ChPCs)或髓核样细胞(NPCs),并结合生物材料支架和特殊治疗装置,可提高治疗效果789

    • 视网膜退行性疾病(RDDs):RDDs 会导致视力下降甚至失明,现有治疗手段有限。围产期 MSCs 有望通过支持保护现有视网膜细胞、分化为新的视网膜细胞等机制治疗 RDDs。研究表明,将围产期 MSCs 分化为视网膜祖细胞(RPCs),其治疗效果优于原始 MSCs。不过,目前仍需进一步研究确定最佳细胞来源、分化状态、给药途径和剂量等101112

    • 缺血性心脏病(IHD):IHD 是全球主要死因,静脉输注围产期 MSCs 可改善心力衰竭患者的心功能。在体外,围产期 MSCs 可通过化学诱导(如 5 - 氮杂胞苷,5-AZA)或与心肌细胞共培养分化为心肌细胞。研究发现,联合使用 5-AZA 和血小板裂解物(PL)可提高细胞活力和心肌分化标记物的表达。此外,心脏祖细胞(CPCs)具有较高的心脏再生潜力,研究人员正致力于将围产期 MSCs 分化为 CPCs 用于 IHD 治疗的研究131415

    • 神经退行性疾病(NDDs):NDDs 包括帕金森病(PD)、多发性硬化症(MS)等,目前治疗手段有限。在 PD 治疗中,围产期 MSCs 和多巴胺能神经元祖细胞(DAPs)可能具有神经保护和再生作用,DAPs 在缓解 PD 症状方面可能比 MSCs 更有效。对于 MS,围产期 MSCs 可通过免疫调节、促进髓鞘再生、修复神经元损伤等机制发挥治疗作用。临床前研究和部分临床试验显示出一定的治疗效果,但仍需进一步研究其长期安全性和有效性,优化治疗方案161718

研究结论和讨论部分指出,围产期 MSCs 具有独特的生物学特性和治疗潜力,为退行性疾病的治疗提供了新的方向。但目前仍存在一些问题,如 MSCs 的鉴定标准需进一步完善,临床应用中的安全性和有效性还需更多研究验证。未来应继续深入研究围产期 MSCs 的作用机制,优化细胞治疗方案,推动其从实验室研究向临床应用的转化,这对于解决目前退行性疾病治疗难题、改善患者生活质量具有重要意义。

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