综述:血管周间充质祖细胞:间充质干细胞的前体与组织瘢痕/再生中的关键角色

【字体: 时间:2025年09月06日 来源:Vascular Pharmacology 3.5

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  (编辑推荐)本综述系统阐述了血管周(perivascular)间充质祖细胞(MPCs)作为间充质干细胞(MSCs)的体内前体,在组织瘢痕形成、再生及病理纤维化中的双重作用。作者团队揭示了血管外膜(tunica adventitia)存在空间分化的成骨/成脂/成纤维倾向性祖细胞亚群,为细胞治疗和疾病预测提供了新视角。

  

血管周间充质祖细胞的隐秘王国

培养筛选的间充质干细胞之谜

间充质干细胞(MSCs)作为多能性中胚层再生细胞,需通过骨髓等组织的长期培养才能获得。尽管全球已有超过2200项MSCs临床试验,但其体内天然对应物始终成谜。这种"实验室产物"与真实生理状态间的鸿沟,促使科学家将目光投向血管周微环境——MSCs的天然摇篮。

血管周:MSCs的起源之地

通过精确的流式分选技术,研究者发现毛细血管周皮细胞(CD146+/NG2+/PDGFRβ+)和动脉外膜成纤维细胞在培养中均可转化为标准MSCs。引人注目的是,这些细胞在3D培养中展现出血管生成能力,其分泌组(secretome)富含促血管因子,暗示其在组织修复中的天然功能。

血管周生态位的细胞阶层

单细胞测序技术揭示了血管外膜存在空间组织的祖细胞亚群:

  • 靠近血管平滑肌的Osterix+成骨倾向细胞

  • 中层Sox9+软骨形成细胞

  • 外围PPARγ+成脂前体细胞

    而占据生态位顶层的,是具备多系分化潜能的Sca-1+/CD34+原始干细胞样群体。这种"同心圆"式分布为理解组织特异性再生提供了新框架。

器官特化的周皮细胞变体

不同器官的周皮细胞演化出独特功能:

  • 肾脏球内系膜细胞参与滤过功能

  • 肝脏星状细胞(vitamin A储存者)

  • 肺脏HLA-G+免疫调节群体

    这种适应性分化提示周皮细胞可能是器官微环境的重要"传感器"。

纤维化:修复与病变的双刃剑

谱系追踪实验证实,周皮细胞通过TGF-β/Smad3通路转化为αSMA+肌成纤维细胞,驱动器官纤维化。在肺纤维化模型中,约68%的胶原沉积细胞直接来源于Gli1+血管周祖细胞,这一发现为抗纤维化治疗提供了精准靶点。

天然再生者的未解之谜

虽然PDGFRβ+周皮细胞在骨骼肌再生中贡献约40%的再生肌纤维,但在心肌中却主要分化为成纤维细胞。这种差异暗示器官微环境对祖细胞命运的"重编程"能力,也解释了为什么某些器官更容易形成修复性瘢痕。

组织工程的明日之星

血管周祖细胞已成功应用于:

  • 构建生物工程血管(存活率>90%)

  • 关节软骨修复(II型胶原分泌量提升3倍)

  • 缺血肢体再生(血流恢复率达75%)

    其优势在于无需基因改造即可维持稳定的分化表型,这使它们成为再生医学的理想"现货"细胞产品。

总结与展望

血管系统作为中胚层细胞的"储备库",其周皮和外膜层构成了一个动态的祖细胞生态系统。理解这些细胞的时空调控机制,将推动精准医疗时代的细胞治疗策略,同时为纤维化疾病提供早期干预窗口。未来的挑战在于破解微环境信号如何"雕刻"这些细胞的命运选择。

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