科普在线 | 间充质干细胞的“前世今生”

**间充质干细胞，人类最早发现的干细胞。在细胞科技研究界，间充质干细胞在临床应用中被寄予厚望，备受青睐，应用潜景广泛。**其实，它的发现和命名也经历了曲折的过程，下面我们来一起走进关于间充质干细胞的“前世今生”。

第一次发现骨髓干细胞

**早在1867年，德国病理学家尤利乌斯·科恩海姆(Julius Cohnheim)，在研究伤口炎症时，偶然发现了干细胞。**科恩海姆出生于北普鲁士小镇德明，17岁开始在柏林大学读书，曾在北普鲁士军队担任外科军医，解决了困扰医学界13个世纪的难题——脓液的来源，提出脓液是发生炎症时从血管中渗出的无色球，也就是大家熟知的白细胞。在炎症实验过程中，科恩海姆给动物静注射一种不溶性染料——苯胺，在动物损伤远端的部位，发现一些含有染料的细胞，包括炎症细胞和与纤维合成有关的成纤维细胞。由此推断，骨髓中存在一种非造血功能的干细胞。科恩海姆是世界上第一个提出骨髓干细胞概念的科学家。

第一次分离出间充质干细胞

**骨髓干细胞发现一个世纪后，1974年，俄罗斯青年科学家亚历山大·弗里登施泰因(Alexander Friedenstein)和同事亚历山大·马克西莫(Alexander Maximow)第一次从骨髓中分离出了这种干细胞。**研究后发现，骨髓干细胞与大多数骨髓来源的造血细胞不一样，能够快速贴附到体外培养器皿上，呈旋涡状生长，产生成纤维细胞样克隆，且具有自我复制更新能力。弗里登施泰因及其同事还证实，接种骨髓细胞悬浮液后，每个干细胞可形成不同的克隆，且干细胞增殖数与集落数之间具有线性关系。每个干细胞就是一个成纤维细胞样集落形成单位(colony-forming unitfibroblast,CFU-F)。弗里登施泰因对骨髓干细胞进行了详细研究，还鼓励进行临床应用，治疗一些重大疾病。

正式命名为“间充质干细胞”

**1991年，美国凯斯西储大学(Case Western Reserve University)骨骼研究中心主任阿诺德·凯普兰(Arnold Caplan)教授，首次将骨髓来源的干细胞正式命名为“间充质干细胞( mesenchymal stem cell MSC)"。**认为，这种骨髓来源的间充质干细胞具有分化为骨、软骨、肌肉、骨髓基质、肌腱、韧带、脂肪和其他结缔组织的潜能，有时也称为“骨髓基质细胞(bone marrow stromal cell, BMSC)"。

**2005年，国际细胞治疗协会宣布，首字母缩写词“MSC”为多潜能间充质基质细胞(mesenchymal stromal cell)，与间充质干细胞的英文缩写词相同。**由于来源于不同组织的细胞群，在基因表达和细胞分化能力具有明显差异，却都被命名为间充质干细胞，以及不同实验室采用不同的细胞表面标志物来表征MSC，为避免概念模糊和歧义，2006年国际细胞治疗协会建议启用“多潜能间充质基质细胞”这个学术术语，不再使用“间充质干细胞”这个概念。然而，间充质干细胞已经成了干细胞界的明星，红得发紫，建议基本没有被科学界采纳。

2017年，“间充质干细胞”术语的命名人凯普兰又向科学界提出建议，将“间充质干细胞”改为“药用信号细胞(medicinalsignal cell)",又没有被科学界广泛采纳。凯普兰很无奈，即使是自己亲手创造的名词，从科学界也撤不回了，一直沿用至今。

间充质干细胞的特性

间充质干细胞具有许多独特的性质，如归巢迁移能力、造血支持能力、免疫调节能力、多向分化能力等，MSC针对不同的适应证能发挥不同的治疗作用。

**MSC是造血微环境的主要细胞成分，在HSC的生长、增殖、分化中起重要作用。**MSC通过与HSC相互作用及分泌多种细胞因子，或表达与HSC黏附、归巢有关的黏附分子及ECM蛋白，支持和促进了造血。

MSC是一类免疫缺陷细胞，**具有低免疫原性和免疫调节特性，**MSC通常低表达HLA-I抗原，不表达HLA-Ⅱ抗原和共刺激分子CD80(B7-1)、CD86(B7-2)与CD40等。在自身免疫系统疾病动物实验及临床试验中，MSC可以有效地缓解疾病，抑制免疫反应，减少炎症发生。

MSC具有多向分化潜能，在特定的诱导条件下，**它不仅能分化为骨、软骨、脂肪、肌腱等中胚层组织细胞，而且能够向内胚层组织细胞如心肌细胞、肝细胞和外胚层组织细胞如神经细胞分化。**MSC因这一特性而成为组织工程研究的首选种子细胞。

**MSC不仅在人医临床上有很好的应用，在动物临床上的应用也有了不小的发展。**最开始是从赛马开始，主要是用于治疗运动系统方面的疾病，包括骨关节疾病和肌腱损伤等。而后干细胞治疗逐渐应用到伴侣动物(猫和狗)，从运动系统疾病、外伤疾病发展到眼科疾病和内科疾病，通过关节腔注射干细胞治疗犬关节炎能有效减轻疼痛，改善临床症状。伴侣动物和实验动物有所不同，由于经过了上万年的进化演变和与人类相近的生活习惯，伴侣动物所患疾病更接近人所患疾病，用伴侣动物进行干细胞治疗研究能更好地为人医临床提供很好的动物实验数据。

MSC具有独特的生物学功能，干细胞治疗是继药物治疗、手术治疗之后的又一场医疗革命。MSC具有在体外容易扩增的特性，在短时间内可以扩增上千倍，这是MSC广泛应用于实验研究和临床的重要前提条件。相对于骨髓，围产期来源MSC具有组织来源丰富、细胞原始、增殖能力强和安全无病毒感染风险等优点，因此围产期间充质干细胞可能会为今后临床应用需求提供更为理想的种子细胞。

新生儿脐带及胎盘中含有丰富的最为原始、活性最强且没有受到任何环境污染的多种干细胞资源，我们需要进行保存的不是脐带血、脐带及胎盘这些组织本身，而是要将其中所蕴含的丰富的干细胞资源，提取并保存下来。

新生儿出生后带来的脐带胎盘中有非常丰富的干细胞。譬如，来自脐带的干细胞占5%到10%，主要是间充质干细胞；而来自胎盘的干细胞占约90%，包含大量的造血干细胞和丰富的间充质干细胞。而且，使用和提取干细胞对新生儿和妈妈都没有任何伤害，并且在用于治疗各类难治重病时，有非常好的效果和潜力，因此也被称为人体的备份器！

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