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間充質干細胞：在再生醫學中的應用前景( 二 )


圖3.間充質干細胞的三大作用機制
間充質干細胞與骨重建
【間充質干細胞：在再生醫學中的應用前景】當創傷、關節置換術或腫瘤切除手術后出現骨缺損時 ， 醫生通常推薦采用自體或異體骨移植作為一種治療選擇 。 然而 ， 有限的供應、手術中感染和并發癥的風險限制了這些方案（Garcia-Garetaetal.2015；Lozano-Calderonetal.2016） 。 因此 ， 具有成骨潛能的MSCs成為骨重建的最佳選擇 。
經過大量研究比較 ， 骨髓、臍帶、牙髓等不同組織來源MSCs的成骨能力 ， 但尚不清楚哪種來源細胞最適合 。 最近的數據表明 ， 比起骨髓來源的MSCs ， 脂肪來源可能具有更好的增殖能力 ， 這意味著脂肪來源的MSCs可以為臨床骨組織工程提供良好的候選材料（Burrowetal. ， 2017） 。
間充質干細胞與軟骨損傷
在骨關節受損中 ， 由于血液供應不足 ， 軟骨不能很好地自我修復 ， 也不能很快地自我修復 。 目前的軟骨修復技術有兩種 ， 骨髓刺激和軟骨移植 ， 然而效果很有限 。 科學家們不得不尋找新的有效替代方法 。
從20世紀90年代的臨床前試驗開始 ， MSCs就已被用于軟骨再生 ， 并且與生物材料緊密結合 。
利用細胞外基質構建3D支架 ， 可優化植入的MSCs增殖和分化 。
載有MSCs和刺激因子（如BMP-2/-4、IGF-1、TGF等）的水凝膠 ， 可促進軟骨損傷修復（Yangetal. ， 2017） 。
盡管進行了大量的臨床試驗 ， 科學家們依然還沒有就最佳細胞來源達成一致 。 因此 ， 在MSCs臨床普及用于促進軟骨再生之前 ， 我們還需要進行更多的研究 。 除了促進骨重建和軟骨修復 ， MSCs也是支持肌肉骨骼組織再生（如韌帶、肌腱和椎間盤）的良好候選者 。 隨著社會老齡化嚴重 ， 越來越多的人患有退行性脊柱病 ， 遭受嚴重的背部疼痛 ， 需要進行手術治療 。 而基于MSCs的細胞治療是修復椎間盤、維持生物力學和減輕疼痛 ， 可替代手術的有效方案（Orozco等人 ， 2011) 。
間充質干細胞與神經修復
MSCs具有再生神經組織的潛能 。 研究方向主要集中在兩個領域：
第一個方向是由嚴重創傷或缺血引起的神經損傷；
第二個方向是神經系統疾病（如多發性硬化癥、漸凍人癥癥、缺血性卒中、帕金森病等）引起的功能障礙 。
通過釋放細胞因子和活性分子（如TGF-? ， 調節損傷和修復過程） ， MSCs可調節免疫反應和保護神經元結構（vanVelthovenetal.,2012） 。
這意味著 ， MSCs在腦損傷和修復周圍神經時 ， 可能有著不錯的結果 。 臨床前研究證實 ， MSCs可促進神經系統功能恢復 。 然而 ， 臨床研究的報道卻很少（Papaetal. ， 2018） 。
間充質干細胞與器官修復
臨床試驗和動物模型均已證明 ， MSCs不僅可再生組織 ， 而且可修復器官 ， 如心臟、肝臟、角膜和氣管 。
在肝硬化患者中 ， MSCs有助于改善肝功能 。 事實上 ， MSCs可以分泌營養和免疫調節因子支持肝細胞功能 ， 逆轉肝臟纖維化和促進血管生成（Wangetal. ， 2017) 。 對于研究人員來說 ， 開發治療肝衰竭的方法是緊迫的 ， 因為需要肝移植的患者數量更多 。
MSCs在再生醫學方面的應用案例 ， 包括治療腎損傷和肺部疾病 ， 還有大面積皮膚損傷的修復再生（Hanetal. ， 2019） 。
圖4.間充質干細胞的部分應用前景
4理性看待間充質干細胞
干細胞技術讓傳統醫療手段無效的患者重新燃起希望 ， 但干細胞治療也猶如開啟了“潘多拉魔盒” ， 人們充滿了好奇、期待和恐懼 。
MSCs：有魔力的神藥
隨著MSCs臨床研究的飛速增長 ， 我們對MSCs基礎知識的認識不足逐漸凸顯出來 ， 這限制了對其生物學功能的全面了解 。