近年來(lái)，間充質(zhì)干細胞越來(lái)越廣泛地應用于疾病治療當中，成為醫療界中的一顆新星，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(guò)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等。間接方式包括雙向調節免疫反應和炎癥反應、抗氧化應激、抗纖維化、抗凋亡、造血支持作用及參與或促進(jìn)血管再生、激活內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(cháng)期得不到修復，是可能會(huì )誘發(fā)形成重大疾病。

例如，內分泌系統，當甲狀腺功能亢進(jìn)會(huì )發(fā)生甲亢；功能不足則會(huì )甲減；人體的免疫系統也是，當免疫系統功能降低，可能會(huì )導致外部病原體入侵及內部腫瘤細胞逃離“監視”，而當免疫系統過(guò)強時(shí)，又會(huì )有過(guò)敏反應。

組織器官功能障礙或結構損傷導致的疾病，是可以通過(guò)干細胞移植來(lái)修復功能障礙和組織器官或再生損傷的組織器官的。

間充質(zhì)干細胞歸巢現象

人體中的干細胞有個(gè)壁龕，或稱(chēng)干細胞龕(Stem?cell?niche），是干細胞集中儲存的部位，平時(shí)在體內干細胞龕會(huì )維持著(zhù)成體干細胞處于休眠狀態(tài)，一旦組織受傷，周?chē)奈h(huán)境就會(huì )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，去修復受損的組織。

而通過(guò)靜脈回輸的間充質(zhì)干細胞，在體內則需要被調動(dòng)到受傷的組織周?chē)l(fā)揮功能。因此，干細胞需要一個(gè)幫它導航定位的“GPS”，而這種能力就是干細胞的“歸巢現象”。

在一些全身性損傷（如系統性紅斑狼瘡和創(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，無(wú)論是通過(guò)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(jiàn)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(lèi)具有自我復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(gè)體，卻能夠多向分化產(chǎn)生多種類(lèi)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(guò)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)境誘導下，通過(guò)分裂增殖、分化發(fā)育為與受損組織器官細胞種類(lèi)相同的細胞。

在這個(gè)過(guò)程中，干細胞通過(guò)某一微環(huán)境誘導，基因組發(fā)生重編程，發(fā)育形成某一組織類(lèi)型細胞，進(jìn)行定向分化；或者通過(guò)不同微環(huán)境誘導，分別發(fā)育形成不同組織類(lèi)型細胞，進(jìn)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(jìn)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，是指干細胞能夠表達、合成、分泌各類(lèi)生長(cháng)因子、細胞因子、調節因子、信號肽等多種深生物活性分子，來(lái)調節代謝、免疫、細胞分化、增殖、遷移、營(yíng)養、凋亡等活性因子，并通過(guò)這些因子平衡了機體的內穩態(tài)，為干細胞免疫調節、抗凋亡等提供了適宜的環(huán)境。

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

間充質(zhì)干細胞的旁分泌效應近年來(lái)備受重視。2017年，國際著(zhù)名期刊Stem?Cell上發(fā)布了一篇文章，通過(guò)臨床試驗證實(shí)間充質(zhì)干細胞對骨關(guān)節炎的改善效果，35例軟骨缺損的病人在通過(guò)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果總結后認為移植的間充質(zhì)干細胞通過(guò)旁分泌效應刺激了病人自體組織的修復。

02間接方式

間充質(zhì)干細胞通過(guò)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節免疫反應和炎癥反應、抗氧化應激、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(lèi)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(cháng)因子類(lèi)；
• ②集落刺激因子類(lèi)；
• ③趨化因子類(lèi)；
• ④白細胞介素( interleukin，IL) 類(lèi)；
• ⑤干擾素( interferon，INF) 類(lèi)；
• ⑥神經(jīng)營(yíng)養因子類(lèi)；
• ⑦轉化生長(cháng)因子 ( transforminggrowth factor，TGF) 類(lèi)；
• ⑧腫瘤壞死因子( tumornecrosis factor，TNF) 類(lèi)；
• ⑨酶類(lèi)酶。

雙向調節免疫反應和炎癥反應

間充質(zhì)干細胞具有強大的調節炎癥反應和免疫反應功能。由于免疫原性低，間充質(zhì)干細胞對固有免疫（先天免疫）和適應性免疫（特異性免疫）的多種效應細胞都具有顯著(zhù)的免疫調節作用。

在機體內炎癥微環(huán)境中大量促炎因子的誘導下，不同種類(lèi)、濃度的炎癥介質(zhì)誘導間充質(zhì)干細胞時(shí)，會(huì )表現出截然相反的免疫調節作用。

間充質(zhì)干細胞就像免疫環(huán)境的一個(gè)調和劑:?當炎癥反應加強時(shí)，它會(huì )抑制免疫反應;?當炎癥反應減弱時(shí)，它又會(huì )促進(jìn)免疫反應。

通過(guò)對免疫反應、炎癥反應的調節作用，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、系統性紅斑狼瘡、糖尿病、類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節炎、創(chuàng )傷性系統性炎癥等病癥中發(fā)揮很好作用。

抗氧化應激、抗纖維化、抗凋亡

什么是氧化應激？

是指體內氧化與抗氧化作用失衡的一種狀態(tài)，傾向于氧化，導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。氧化應激是由自由基在體內產(chǎn)生的一種負面作用，并被認為是導致衰老和疾病的一個(gè)重要因素。

間充質(zhì)干細胞可以分泌超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶等抗氧化劑等，緩解了因氧化應激造成的各種損傷。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(shí)質(zhì)細胞減少，纖維結締組織增多，導致器官結構損傷、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(guò)調節免疫反應和炎癥反應，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)干細胞表現出了非常好應用前景。

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(cháng)因子、肝細胞生長(cháng)因子等，有阻止受損組織器官的細胞發(fā)生凋亡，促進(jìn)組織器官修復再生的作用。

造血支持作用及參與或促進(jìn)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(jìn)造血干細胞的增殖和分化，從而增強造血功能。

同時(shí)，間充質(zhì)干細胞本身能夠分泌的VEGF，可有效地促進(jìn)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皮細胞，這些細胞進(jìn)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(jìn)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(zhù)醫療技術(shù)的不斷發(fā)展，干細胞必將引發(fā)醫療變革，成為繼藥物、手術(shù)后的第三種治療方式，一系列傳統手段難以治療的疑難雜癥也終將會(huì )被干細胞逐步取代與救治。

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