综述：间充质干细胞恢复骨骼肌功能：重症肌无力的机制见解与治疗进展

本综述系统阐述了间充质干细胞（MSCs）通过免疫调节（如调节Th17/Treg平衡）、神经保护（如分泌GDNF、CNTF）和肌纤维再生（如激活卫星细胞）等多重机制，在修复骨骼肌损伤和治疗重症肌无力（MG）中的核心作用与临床转化挑战，为神经肌肉疾病再生医学研究提供了重要理论参考。

　　

1 Introduction

重症肌无力（Myasthenia Gravis, MG）是一种以波动性骨骼肌无力和易疲劳为特征的自身免疫性疾病，其标志性特征是症状晨轻暮重。尽管传统免疫抑制疗法可部分缓解症状，但旨在恢复骨骼肌功能的干预措施发展仍然有限。近年来，间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cells, MSCs）因其独特的免疫调节特性和组织修复能力，在MG治疗中受到越来越多的关注。

2 Mesenchymal stem cell (MSCs)

2.1 Definition and multidirectional differentiation potential of MSCs

MSCs是一类来源于中胚层的干细胞，广泛分布于骨髓、脐带和胎盘等组织中。除了这些组织，MSCs主要位于血管周围区域。MSCs具有多向分化潜能，其谱系特异性分化受微环境中特定因子的调控。

2.2 Functionality and low immunogenicity of MSCs

MSCs具有多种生物学功能：通过分泌免疫调节因子（如TGF-β, PGE2）和促血管生成因子（如VEGF, FGF）以协同方式维持组织微环境稳态；同时通过调节胰岛素信号通路和葡萄糖脂代谢关键基因（如GLUT4, PPARγ）来缓解代谢紊乱。MSCs还具有低免疫原性，能够通过HLA-G介导的免疫逃逸机制逃避宿主免疫监视，从而显著减少同种异体移植的排斥反应。

2.3 Criteria for isolation and characterization of MSCs

国际细胞治疗学会（ISCT）建立了MSCs的鉴定标准，明确要求满足以下核心特征：i 在体外培养条件下贴壁生长；ii 特异性表达表面标志物（CD73, CD90, CD105），同时缺乏造血标志物（CD14, CD34, CD45）和MHC II类分子；iii 具有分化为中胚层细胞（成骨、脂向、成软骨和成肌）的潜能。

2.4 Biological characterization of resting MSCs

MSCs在骨骼肌、骨骼和脂肪组织等组织中保持静止状态，是其干细胞池长期保存的核心机制。这种静止状态代表了细胞周期的一种可逆的长期退出，具有维持组织稳态的双重功能：支持循环祖细胞和作为组织修复的战略储备。静止的MSCs表现出显著的自我更新潜力，这一特性在体外培养期间迅速下降，但在体内移植后恢复。

2.5 Spectral association and functional heterogeneity of mesenchymal stem cell (MSCs), mesenchymal progenitor cell (MPCs) and fibro/adipogenic progenitors (FAPs)

在现有研究中，间充质干细胞（MSCs）、间充质祖细胞（MPCs）和纤维/脂肪源性祖细胞（FAPs）的分类常常存在混淆。MPCs代表MSCs的早期发育阶段，前者是具有高增殖能力的祖细胞，而后者是具有多向分化潜能的成熟干细胞。FAPs被认为是存在于骨骼肌中的组织特异性间充质干/祖细胞群，它们与广泛研究的骨髓源性间充质干细胞（MSCs）具有多种共同特征。

3 MSCs and skeletal muscle

3.1 MSCs and satellite cell

骨骼肌微环境中存在两种干细胞亚群：卫星细胞（肌肉干细胞，或MuSCs）和具有成肌分化潜能的MSCs。卫星细胞是参与骨骼肌修复的关键祖细胞。在肌肉再生过程中，MSCs被认为通过调节卫星细胞的激活、增殖和分化发挥关键作用。

3.2 Ecological niche of MSCs in skeletal muscle

肌卫星细胞和成肌MSCs的解剖定位明显不同。卫星细胞作为骨骼肌特异性干细胞，严格定位在肌纤维基底层和肌原纤维膜之间的解剖间隙中，而MSCs主要位于间质区域，并在肌肉-韧带连接处高度聚集。

3.3 Skeletal muscle and metabolic diseases

3.3.1 Metabolic diseases and abnormal differentiation of MSCs

代谢性疾病与MSCs的异常分化之间存在显著的病理关联。在胎儿和婴儿期，MSCs的细胞密度最高。其线粒体氧化磷酸化活性与母体代谢微环境显著相关，表明母体来源的代谢信号在胎儿阶段对干细胞代谢起主导调节作用。

3.3.2 Abnormal differentiation of MSCs and skeletal muscle

骨骼肌的代谢适应与其内在MSCs的分化命运决定密切相关。在生理性骨骼肌发育过程中，除静止的MSCs外，大多数成肌MSCs启动成肌定向分化程序。经历PAX3/PAX7阳性的祖细胞阶段，随后分化为表达生肌调节因子（MRFs）的功能性成肌细胞。

3.3.3 Ectopic fat deposits in skeletal muscle

骨骼肌微环境中的异位脂肪沉积是由MSCs谱系分化的失衡引起的。当PPARγ信号通路被病理激活时，MSCs被驱动向成脂分化，导致脂肪前体细胞异常增殖和成熟脂肪细胞过度形成，共同构成异位脂肪沉积的病理基础。

3.3.4 MSCs therapy for skeletal muscle metabolic diseases

近年研究证明了MSCs在治疗骨骼肌代谢性疾病方面的显著疗效。MSCs的核心治疗价值体现在其微环境依赖的多维修复功能上：首先，MSCs的施用能有效逆转骨骼肌的脂肪病理浸润；其次，MSCs治疗通过显著促进成肌分化效率来增强肌肉再生潜力，从而抑制异位脂肪侵入。

3.4 Skeletal muscle disorders

3.4.1 MSCs and skeletal muscle injury--inflammatory cell infiltration stage

骨骼肌损伤的特征是肌纤维坏死，随后引发炎症反应。先天免疫细胞，包括巨噬细胞和中性粒细胞，被迅速招募到损伤部位。除了清除坏死组织和细胞碎片外，这些免疫细胞还分泌各种细胞因子，包括IL-6和TNF-α。

3.4.2 Skeletal muscle repair process--directed migration of MSCs

MSCs的定向迁移能力是促进组织修复的基本生物学特性。研究表明，受损的骨骼肌特异性富集了非肌肉来源的CD201⁺PDGFRA⁺间充质基质细胞群，这些细胞表现出病理扩增。

3.4.3 Skeletal muscle repair process--repair mechanism of MSCs

MSCs的修复作用很大程度上通过其旁分泌信号网络介导。该信号网络通过分泌多效因子，如血管内皮生长因子（VEGF）、胰岛素样生长因子-1（IGF-1）、肝细胞生长因子（HGF）、睫状神经营养因子（CNTF）和碱性成纤维细胞生长因子（bFGF），在骨骼和骨骼肌再生以及韧带和肌腱修复中发挥关键作用。

3.4.4 Skeletal muscle repair complete - fibrous scar formation

骨骼肌修复的核心标志在于肌纤维再生与结缔组织重建之间的动态平衡，这一过程通常伴随着纤维化瘢痕的形成。纤维瘢痕形成主要是成纤维细胞活化的结果。

3.4.5 MSCs and skeletal muscle repair completion - fibrous scar formation

纤维瘢痕形成主要是成纤维细胞病理活化的结果，而炎症条件下MSCs向成纤维细胞的病理分化进一步增加了其数量。在组织修复和再生过程中，炎症反应是激活多种修复途径的初始机制。

3.5 Skeletal muscle damage induced by MSCs depletion

尽管在病理条件下成肌MSCs的异常分化导致成纤维细胞和脂肪细胞增加，但这些细胞的耗竭仍然严重破坏了骨骼肌稳态。短期耗竭MSCs会显著减少骨骼肌质量并损害功能性握力。

4 Myasthenia gravis

4.1 MSCs and myasthenia gravis

MSCs因其独特的免疫调节能力，已成为治疗自身免疫性疾病（如重症肌无力）的潜在策略。在实验性自身免疫性重症肌无力（EAMG）动物模型中，MSC移植不仅显著提高了神经肌肉接头信号传导效率，还降低了异常升高的乙酰胆碱受体抗体浓度，恢复了免疫细胞亚群的平衡，并赋予了额外的调节益处，从而为临床应用提供了理论基础。

4.2 MSCs modulate immunotherapy for skeletal muscle weakness in MG

重症肌无力（MG）作为一种与脾脏免疫功能密切相关的自身免疫性疾病，已显示出同种异体间充质干细胞（MSC）移植的明确疗效。先前研究表明，输注同种异体MSCs可通过恢复T细胞亚群失衡来缓解MG的病理进展。

4.3 MSCs act at the neuromuscular junction to treat skeletal muscle weakness in MG

重症肌无力（MG）的核心病理特征是由神经肌肉接头信号传递受损引起的骨骼肌无力。骨骼肌组织由高度分化的多核肌纤维组成，其收缩功能依赖于神经肌肉接头（NMJ）的信号传递——运动神经元释放的乙酰胆碱（ACh）通过扩散到达肌膜，递质与膜特异性受体结合触发动作电位传导，最终触发肌丝收缩。

4.4 Acetylcholine secretion by MSCs and MG muscle weakness: a potential role

重症肌无力（MG）作为一种自身免疫性疾病，其核心病理机制与免疫介导的对乙酰胆碱受体（AChR）的攻击密切相关。发病机制涉及两个主要机制：1 自身抗体与AChR竞争性结合，干扰神经肌肉传递；2 抗体介导的AChR内吞降解，导致突触后膜受体密度降低。

4.5 Senescent MSCs and MG

与衰老相关的骨骼肌退化伴随着异位脂肪浸润和纤维化的增加，这一病理过程与MSCs的衰老密切相关。衰老的MSCs以自噬减少、增殖能力减弱和成脂分化增强为特征，导致肌肉内脂肪异常积累和基质重塑失衡。

4.6 Clinical trials of MSC therapy for neuromuscular diseases

目前，关于MSCs治疗神经肌肉疾病的临床研究已提供了相当多的证据；然而，重症肌无力（MG）注册临床试验的结果尚未披露，这凸显了一个显著的研究空白。

5 Strategies to enhance the efficiency of MSC treatment

5.1 Basic experiments to enhance the efficiency of MSC treatment

为了深入分析MSCs注射治疗的潜在机制，多个研究团队通过多维实验系统揭示了关键调控要素。目前的共识是，MSCs的治疗作用主要通过以下机制介导：1 分泌免疫调节因子（如IL-10, TGF-β）以调节局部炎症微环境；2 释放促血管生成因子（VEGF, bFGF）以促进组织血液循环重建；3 通过外泌体传递抗凋亡信号（如Bcl-2家族蛋白）以保护受损细胞；4 通过基因或分子工程赋予靶向分化潜能或特定蛋白表达能力。

5.2 Selecting sources of MSCs to improve therapeutic efficiency

骨髓源性间充质干细胞（BMMSCs）因采集过程侵入性、伦理问题和大规模扩增挑战而受限。因此，寻找替代细胞来源已成为一个突出的研究焦点。脂肪源性间充质干细胞（ADSCs）代表了一个重大突破，它们可以通过微创吸脂术分离。

5.3 Transforming MSCs with engineering to improve efficiency

现代生物工程通常通过病毒转导或基因编辑方法将治疗性分子（如VEGF, IL-10）整合到MSCs中，以实现靶向治疗效果。MSCs保留干性标志物（Oct4+, Nanog+）并表现出强大的增殖能力，并且已经证明连续传代培养的MSCs保持核型稳定性和三系分化潜能。

6 Safety and tumorigenicity of MSCs

尽管MSCs表现出与癌细胞相似的持续增殖特性，但其致瘤风险仍然远低于理论预测。为了满足临床规模细胞生产的要求，需要进行大规模扩增。在大多数hUC-MSC系统中，连续传代过程中观察到基因组变异。重要的是，这些变异至今尚未有恶性转化的报道；然而，强烈建议在临床应用前建立常规基因组监测和供体筛查机制。

7 Limitations and perspectives

本研究存在一定的局限性。由于目前MG临床治疗的发展阶段，基于MSC的疗法尚未进入注册临床试验阶段（根据截至2025年8月对ClinicalTrials.gov的搜索）。因此，无法对MSC治疗MG的临床进展、转化途径和监管框架进行系统分析，从而限制了对相关转化瓶颈的讨论深度。

8 Conclusion

本研究表明，MSCs通过多维机制在治疗MG和肌肉退行性疾病方面展现出独特优势：它们可通过免疫调节（如抑制BAFF/TNF-α信号传导，诱导Treg分化）重塑神经肌肉接头的免疫稳态；还分泌神经营养因子（CNTF, BDNF）以促进轴突再生和突触可塑性；并能促进乙酰胆碱分泌。在衰老肌肉病变中，据报道MSCs通过调节Bmp3b表达维持干细胞稳态，抑制异位脂肪沉积和纤维化进展，并通过激活AMPK/ULK1自噬通路恢复蛋白质代谢平衡。