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一文讀懂間充質(zhì)干細胞,間充質(zhì)干細胞在治療6大類(lèi)系統疾病的潛力!

干細胞技術(shù)的進(jìn)步為未治療的疾病和病癥患者提供了新的可能性。包括多能間充質(zhì)干細胞 (MSC) 在內的干細胞療法最近在再生療法中變得非常重要。

間充質(zhì)干細胞是多能祖細胞,具有體外自我更新和分化成各種間充質(zhì)譜系的能力。間充質(zhì)干細胞在組織再生、免疫調節、抗炎特性和傷口愈合等多個(gè)領(lǐng)域都表現出良好的前景。

一文讀懂間充質(zhì)干細胞,間充質(zhì)干細胞在治療6大類(lèi)系統疾病的潛力!

近日,國際期刊雜志《Stem Cell Research&Therapy》發(fā)表了一篇“Translational potential of mesenchymal stem cells in regenerative therapies for human diseases: challenges and opportunities”(間充質(zhì)干細胞在人類(lèi)疾病再生療法中的轉化潛力:挑戰與機遇)的綜述。

間充質(zhì)干細胞在人類(lèi)疾病再生療法中的轉化潛力:挑戰與機遇

該綜述什么是間充質(zhì)干細胞,間充質(zhì)干細胞的起源和治療潛力還討論了從臍帶 (UC)、骨髓 (BM) 或脂肪組織 (AT) 獲得的MSC在治療各種人類(lèi)疾?。ㄈ绶喂δ苷系K、神經(jīng)系統疾病、內分泌/代謝疾病、皮膚燒傷、心血管疾病和生殖障礙)方面的最新臨床用途。這項研究的最終目的是促進(jìn)再生療法臨床應用的轉化研究。

什么是干細胞療法

干細胞療法是一種創(chuàng )新的治療方法,利用干細胞的獨特特性,例如分化和自我更新,通過(guò)向患者體內提供外源性細胞來(lái)修復人體受損的組織和細胞或用健康、全新且功能齊全的細胞替代這些細胞。

細胞療法中使用的干細胞來(lái)源包括 (1) 自體(也稱(chēng)為自我對自我療法)或(2)同種異體(使用來(lái)自健康供體的細胞)。在過(guò)去30年中,間充質(zhì)干細胞 (MSC) 的使用引起了廣泛關(guān)注。這是由于其迷人的細胞生物學(xué)特性、廣泛的治療可能性以及在新興再生療法領(lǐng)域中的基礎性作用。

過(guò)去25年中的輸注技術(shù)已顯示出高水平的安全性,截止2024年9月,在美國國立衛生研究院的最大臨床試驗注冊庫clinicaltrials.gov網(wǎng)站上注冊的有關(guān)間充質(zhì)干細胞的臨床研究項目有1297項。

clinicaltrials.gov網(wǎng)站上注冊的有關(guān)間充質(zhì)干細胞的臨床研究項目有1297項。

MSCs在體外很容易增殖,具有其他細胞類(lèi)型所不具備的獨特分化能力,并能分泌大量有益的細胞因子和生長(cháng)因子。MSC具有多種特性,使其成為基于細胞的再生療法的理想選擇。

間充質(zhì)干細胞的起源和治療潛力

MSC可從多種組織類(lèi)型中分離得到。然而,它們可分為兩大來(lái)源:圍產(chǎn)期和成人(圖1)。

圖1:間充質(zhì)干細胞的來(lái)源、分泌組組成和治療益處。
圖1:間充質(zhì)干細胞的來(lái)源、分泌組組成和治療益處。

間充質(zhì)干細胞可從多種組織中獲得,包括臍帶、骨髓、牙齒和脂肪。間充質(zhì)干細胞的突出治療應用包括神經(jīng)保護、加速傷口愈合、誘導血管生成、抑制炎癥和預防細胞凋亡。

成人間充質(zhì)干細胞來(lái)源是指可從個(gè)體中采集的組織,包括外周血、牙髓、骨髓、脂肪、頭發(fā)、肺或心臟。成人MSC通常存在于稱(chēng)為干細胞微環(huán)境的特殊區域,這些區域提供細胞間連接、生長(cháng)因子、微環(huán)境和保持干性和分化潛力所需的外部信號。

從各種成人組織中提取的MSC數量差異很大,具體取決于組織。梯度離心顯示,BM單核細胞內MSC的比例在0.001%到0.01%之間。AT每1g約有5,000個(gè)MSC,至少是BM中MSC數量的500倍。胎盤(pán)結構(包括羊膜、羊水和絨毛膜)以及UC衍生成分(包括UC、UC血液和華通氏膠)構成了圍產(chǎn)期MSC的來(lái)源。

了解間充質(zhì)干細胞注射后的分布情況,對于加強我們對其治療機制的理解以及確保其在臨床試驗中的應用至關(guān)重要。

  • 采用不同標記策略的臨床前數據表明,MSCs不會(huì )發(fā)生不良歸巢,而不良歸巢可能會(huì )產(chǎn)生不利后果。在小鼠模型中,靜脈注射人類(lèi)BMMSCs和AT-MSCs后,它們很快被肺部捕獲并重新循環(huán)至全身。
  • 另一方面,靜脈輸注的人類(lèi)細胞在注射后在許多組織中表現出長(cháng)時(shí)間的持久性。當局部注射MSCs時(shí),它們表現出歸巢到特定組織的偏好,其中大多數注射細胞位于腎皮質(zhì)。

研究表明,MSCs會(huì )吸引并向受損區域移動(dòng),就像在2型糖尿病和椎間盤(pán)退變的治療中觀(guān)察到的那樣。由于MSCs位于脾動(dòng)脈或胰十二指腸動(dòng)脈中,因此與靜脈注射相比,通過(guò)動(dòng)脈內途徑局部分布MSCs更有效。

大量臨床前研究和臨床試驗策略的進(jìn)展證明,間充質(zhì)干細胞可有效治療神經(jīng)系統和腦部問(wèn)題、肺部疾病、傷口愈合和心血管疾病等多種疾病。大量的綜述和深入的研究一致表明,基于間充質(zhì)干細胞的療法安全性高,在各種研究條件下均能取得良好效果。

此外,根據目前掌握的信息,間充質(zhì)干細胞的優(yōu)勢可能是由幾個(gè)過(guò)程造成的,如分化能力、歸宿效率、營(yíng)養因子的產(chǎn)生(如趨化因子、細胞因子和生長(cháng)因子)以及免疫調節特性。

間充質(zhì)干細胞在人類(lèi)疾病中的當前和新興臨床應用

01間充質(zhì)干細胞治療神經(jīng)系統疾病

上述發(fā)現使人們對外源性干細胞來(lái)源恢復或增強大腦干細胞群的潛力產(chǎn)生了期待,尤其是在神經(jīng)元疾病的情況下。

由于中樞神經(jīng)系統(CNS)再生受限,神經(jīng)損傷通常被認為是不可逆的。與其他疾病相比,神經(jīng)系統疾病的治療方法范圍有限。成年人類(lèi)海馬中新形成的神經(jīng)元和動(dòng)物模型中腦干細胞的遷移,都為挑戰腦細胞無(wú)法再生的理論提供了證據。

上述發(fā)現使人們對外源性干細胞來(lái)源恢復或增強大腦干細胞群的潛力產(chǎn)生了期待,尤其是在神經(jīng)元疾病的情況下。此外,治療神經(jīng)退行性疾?。òㄗ蚤]癥、中風(fēng)、腦癱和脊髓損傷)的傳統療法因大腦和脊髓再生能力受損而受到阻礙。

鑒于現有療法無(wú)法阻止這些疾病的發(fā)展,全球范圍內已開(kāi)展調查,分析以細胞為基礎的療法,包括利用間充質(zhì)干細胞,作為神經(jīng)退行性疾病的潛在治療方法。

為了使干細胞療法有效治療腦部疾病,治療細胞必須到達腦部受損區域進(jìn)行替換、修復或至少阻止神經(jīng)元損傷的退化影響。細胞療法的最終目標是將細胞運送到目標部位,激活組織修復機制,并通過(guò)旁分泌作用或細胞間接觸控制免疫反應。

間充質(zhì)干細胞常用于許多臨床試驗,這些試驗側重于治療一系列神經(jīng)系統疾病,如多發(fā)性硬化癥、中風(fēng)、脊髓損傷、腦癱、缺氧缺血性腦病、自閉癥、阿爾茨海默病 (AD)、帕金森病和共濟失調。這些試驗中約有三分之二主要利用間充質(zhì)干細胞來(lái)治療多發(fā)性硬化癥、中風(fēng)或脊髓損傷。

最常見(jiàn)的腦部疾病是缺血性中風(fēng)。

與其他形式的干細胞相比,間充質(zhì)干細胞在治療中風(fēng)方面最有前景。由于MSC具有免疫調節潛力、神經(jīng)保護和神經(jīng)發(fā)生特性,因此已成為多種動(dòng)物模型中急性、亞急性和慢性中風(fēng)的潛在治療方法,并受到廣泛研究。在急性中風(fēng)中,炎癥反應上調,破壞損傷部位的缺氧組織,啟動(dòng)細胞因子級聯(lián),導致受損區域擴大,并導致神經(jīng)元死亡。MSC通過(guò)神經(jīng)保護因子的運輸和其免疫調節能力來(lái)抑制炎癥。

此外,移植MSC可預防受損腦微血管的缺血再灌注損傷。其中一個(gè)重要因素可能是外部MSC和受損內皮細胞之間的線(xiàn)粒體轉移。除了穩定血腦屏障外,MSC還可能具有改善中風(fēng)后功能的治療潛力。將MSC輸注到各種中風(fēng)模型中可降低受損神經(jīng)組織穿過(guò)血腦屏障的通透性。

阿爾茨海默?。?/strong>MSC移植為AD治療帶來(lái)了新的前景。臨床前研究表明,MSC能夠減少A?沉積和異常蛋白質(zhì)降解、提高乙酰膽堿水平并促進(jìn)神經(jīng)元存活,最終增強AD動(dòng)物模型的空間學(xué)習記憶。值得注意的是,MSC輸注通過(guò)調節小膠質(zhì)細胞和星形膠質(zhì)細胞的活化來(lái)控制AD患者大腦中的神經(jīng)炎癥。

一項臨床前研究在改善AD癥狀方面顯示出良好的結果,表明MSC療法在A(yíng)D患者中具有巨大潛力。在A(yíng)D患者中使用立體定向腦輸注MSC表明該程序安全、實(shí)用且沒(méi)有重大副作用。

研究還表明,MSC移植可能改善與帕金森病 (PD) 相關(guān)的運動(dòng)功能障礙。

肌萎縮側索硬化癥:肌萎縮側索硬化癥 (ALS) 治療的主要目的是減輕炎癥,因此,利用具有免疫調節特性的ALS細胞療法有望成為治療ALS的好方法。

多發(fā)性硬化癥(MS):臨床前研究表明,MSC移植可調節與MS疾病相關(guān)的免疫反應。移植的MSC通過(guò)釋放多種抗炎細胞因子和神經(jīng)營(yíng)養因子來(lái)維持良好的微環(huán)境,從而減少小膠質(zhì)細胞活化并增強神經(jīng)保護作用。

少數患有進(jìn)行性MS的患者在接受自體MSC輸注后,神經(jīng)系統殘疾得到了輕微改善。通過(guò)抑制樹(shù)突狀細胞和T1淋巴細胞、誘導小膠質(zhì)細胞從M1表型轉變?yōu)镸2表型、并增加MSC輸注后MS患者的抗炎細胞因子水平,證實(shí)了MSC的免疫調節作用。

2020年,期刊雜志《Regenerative Medicine》發(fā)表了一篇“臍帶間充質(zhì)干細胞在神經(jīng)退行性疾病中的應用:從文獻到臨床實(shí)踐”的文獻綜述。

臍帶間充質(zhì)干細胞在神經(jīng)退行性疾病中的應用:從文獻到臨床實(shí)踐

綜述表明全球約有1550人正在研究使用臍帶間充質(zhì)干細胞來(lái)治療神經(jīng)系統疾病。

2020年, 西安交通大學(xué)第一附屬醫院在國際期刊《Stem Cell Research&Therapy》上發(fā)布了一篇《臍帶間充質(zhì)干細胞移植治療腦癱的治療證據:一項隨機對照試驗》的研究結果。

研究表明,注射UC-MSC可增強腦癱患者的粗大運動(dòng)功能和認知能力。效果在給藥后6個(gè)月達到峰值,并在初次移植后持續12個(gè)月。

臍帶間充質(zhì)干細胞移植治療腦癱的治療證據:一項隨機對照試驗

02間充質(zhì)干細胞治療心血管疾病

心血管疾病 (CVD) 是全球疾病負擔的一個(gè)重要原因,因為其發(fā)病率和死亡率很高。感染性和非感染性因素都會(huì )導致CVD的發(fā)展。感染性CVD包括風(fēng)濕性心臟病、HIV誘發(fā)的疾病和結核性心包炎等疾病。非感染性CVD包括高血壓、中風(fēng)、外周動(dòng)脈疾病和心肌梗死 (MI)。預計未來(lái)非感染性原因導致的CVD,特別是缺血性CVD(如 MI)的患病率將會(huì )上升。

過(guò)去20年,創(chuàng )新心血管研究和再生醫學(xué),特別是在干細胞技術(shù)方面取得了重大進(jìn)展。

MSC具有獨特的特性,例如能夠轉化為心血管細胞、免疫調節能力、抗纖維化特性以及參與新血管生成的能力,因此在治療CVD方面至關(guān)重要?;贛SC的治療在心臟疾病臨床前研究中的積極成果加深了人們對其的了解,并支持在臨床試驗中進(jìn)一步研究其安全性和有效性。

基因工程化的MSC可以分化成類(lèi)似心肌細胞的細胞,它們對治療CVD的主要影響很大程度上依賴(lài)于它們的旁分泌功能。MSCs通過(guò)抑制特定類(lèi)型的白細胞(如T淋巴細胞和B淋巴細胞)和減少炎癥來(lái)調節免疫系統。心肌梗死后,單核細胞移動(dòng)到梗死部位并分化為巨噬細胞。這些細胞釋放生長(cháng)因子、趨化因子和細胞因子,以消除凋亡的中性粒細胞和梗死心肌細胞(圖2)。

(A) MSCs通過(guò)調節炎癥、預防纖維化、促進(jìn)新血管形成和分化為心肌樣細胞來(lái)治療CVD。

(B) 改善MSCs在CVD中的治療效果的方法。為了提高M(jìn)SCs的治療效果,已經(jīng)采用了3D培養、含有MSCs的貼片、用缺氧或化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行預處理、基因修飾以及病毒注射與小化合物或shRNA相結合等技術(shù)。
圖2

最初在心臟衰竭造血干細胞治療 (C-CURE) 試驗中研究并使用MSCs治療慢性心力衰竭。該試驗顯示心血管指標、生活質(zhì)量、功能狀態(tài)和身體健康均有所改善。在CHART-1試驗中,治療無(wú)法達到預期的主要結果。POSEIDON實(shí)驗表明,同種異體BM-MSC比其他來(lái)源更有效。

RIMECARD試驗是一項涉及30名心力衰竭患者的先導研究,是首個(gè)證明UC-MSC有效性的報道試驗。結果顯示,接受UC-MSC治療的患者的射血分數、左心室功能、功能狀態(tài)和生活質(zhì)量均得到改善。

03間充質(zhì)干細胞治療呼吸系統疾病

近年來(lái),慢性阻塞性肺病 (COPD)、急性呼吸窘迫綜合征 (ARDS) 和支氣管肺發(fā)育不良 (BPD) 已成為嬰兒和成人中最常見(jiàn)的三種炎癥性肺部疾病。氣道重塑、炎癥細胞浸潤、肺泡結構完整性破壞、肺泡液體清除障礙、細胞因子釋放、相關(guān)細胞因子風(fēng)暴以及肺纖維化的發(fā)展是與這些疾病相關(guān)的典型病理特征。

傳統療法采用表面活性劑、機械通氣、人工呼吸支持、抗生素/抗炎藥物和表面活性劑來(lái)減輕癥狀并阻止疾病進(jìn)展。炎癥反應引起的肺上皮細胞受損和氣道破壞以及其他病理性呼吸系統損傷在很大程度上不受傳統藥物干預的影響。

干細胞(尤其是 MSC)具有增殖、多向分化和發(fā)揮免疫調節作用的能力,已顯示出巨大的治療潛力。多項臨床前研究顯示,多種全身或氣管內MSC對多種呼吸道炎癥疾病具有顯著(zhù)的治療效果。

由于其固有特性,MSC可用于治療常見(jiàn)的呼吸道炎癥疾病。例如,免疫相容性允許MSC移植跨越組織相容性障礙,這很少會(huì )導致免疫反應。此外,與內源性MSC類(lèi)似,外源性進(jìn)口的MSC可以通過(guò)SDF-1-CXCR4軸遷移到受損組織。

研究表明,MSC在特定的實(shí)驗環(huán)境下可分化為肌成纖維細胞并加重肺纖維化。因此,確定合適的培養條件以引導MSC朝所需的方向分化至關(guān)重要。此外,MSC的分泌組被認為是MSC在肺損傷中發(fā)揮作用的主要機制,因為它在免疫調節和組織再生中發(fā)揮著(zhù)重要作用(圖3)。

圖3:
(A) MSCs在哮喘、ARDS、特發(fā)性肺纖維化 (IPF) 和COPD中的主要功能。
(B) MSCs在常見(jiàn)呼吸道炎癥疾病中的特征。
圖3

MSC在常見(jiàn)呼吸道炎癥疾病中的特點(diǎn)進(jìn)一步凸顯了它們的治療潛力。

MSC的特點(diǎn)是能夠遷移到炎癥和損傷部位,并在那里發(fā)揮修復功能。它們可以分化成各種細胞類(lèi)型,包括上皮細胞,這對肺修復特別有益。MSC還分泌多種生物活性分子,如IL-10、TGF-β和HGF,這些分子在調節免疫反應和促進(jìn)組織再生方面發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵作用。

此外,MSC表現出低免疫原性,允許同種異體移植而不會(huì )引起明顯的免疫排斥。這使得MSC成為開(kāi)發(fā)呼吸道炎癥疾病細胞療法的一個(gè)有吸引力的選擇,為患有這些慢性且常常使人衰弱的疾病的患者帶來(lái)了改善預后和生活質(zhì)量的希望(圖3)。

極度早產(chǎn):極度早產(chǎn)的嬰兒在肺泡形成和肺部成熟之前就有肺部發(fā)育問(wèn)題,從而導致BPD。這些新生兒在出生后的最初三個(gè)月內需要特殊護理,包括出生后的干預。持續的感染會(huì )進(jìn)一步阻礙肺部發(fā)育。

一項II期臨床研究納入了66名23至28周齡嬰兒,結果表明MSC治療對早產(chǎn)兒是安全的。但由于樣本量有限,統計分析無(wú)法支持該試驗的有效性。與25-28周齡患者相比,23至24周齡出生的重度BPD患者的病情嚴重程度有顯著(zhù)改善。因此,需要進(jìn)行更大規模的對照試驗來(lái)驗證 UC血液衍生的MSC在治療BPD方面的有效性。

慢阻肺:COPD是一種常見(jiàn)的肺部疾病,其特征是持續的癥狀和氣流受限。該疾病是慢性支氣管炎、肺組織惡化、免疫細胞功能改變、氧化應激和蛋白酶活性失衡的結果。

MSC治療COPD的目的是刺激實(shí)質(zhì)細胞和肺泡結構再生以恢復肺功能。研究表明,MSC有助于緩解肺氣腫和炎癥癥狀、增強實(shí)驗性COPD的治療效果、減少中性粒細胞浸潤和細胞死亡、增加彈性纖維含量并降低角質(zhì)形成細胞衍生的趨化因子水平。

UC-MSC最近被確定為治療COPD的可能的同種異體干細胞選擇。一項研究對20名有吸煙史的患者進(jìn)行了細胞療法。使用UC-MSC治療六個(gè)月后,肺部癥狀加重的次數和患者在COPD評估測試中的評分顯著(zhù)減少。

急性呼吸窘迫綜合征:急性呼吸窘迫綜合征 (ARDS) 是一種嚴重的呼吸系統疾病,其特征是因感染性和非感染性病原體引起的肺組織改變而導致進(jìn)行性肺衰竭。

目前有13項注冊臨床試驗使用MSC治療ARDS患者。盡管這些試驗尚處于早期階段且樣本量較小,但它們均能夠有效評估使用MSC的安全性以及臨床結果(例如血流動(dòng)力學(xué)、炎癥以及呼吸和全身參數)方面的治療效果。

最近的多項臨床試驗表明,MSC注射可緩解COVID-19患者的ARDS癥狀。

04間充質(zhì)干細胞治療內分泌失調系統疾病

人體通過(guò)復雜的內分泌腺網(wǎng)絡(luò )調節其功能并維持體內平衡,內分泌腺會(huì )產(chǎn)生和釋放各種激素。

內分泌系統控制心率、骨骼生長(cháng)、生殖功能和新陳代謝等生理過(guò)程。內分泌系統失調是各種代謝紊亂發(fā)病機制中的一個(gè)關(guān)鍵因素,包括糖尿病、生長(cháng)障礙、甲狀腺疾病、性功能障礙和生殖功能障礙。

利用成體干細胞作為器官和組織再生的模板是再生醫學(xué)的基本原理。內分泌信號包括生長(cháng)因子、激素和細胞因子,以及神經(jīng)系統微環(huán)境刺激(快速反應),它們嚴格控制著(zhù)這些干細胞的活動(dòng)。

過(guò)去幾年中,內分泌學(xué)研究的最大障礙是肥胖和糖尿?。ㄌ貏e是1型糖尿病 (T1DM) 和2型糖尿病 (T2DM))。

為了解決這些問(wèn)題,人們正在研究將MSCs作為一種新的治療策略。

1型糖尿病的特點(diǎn)是胰腺β細胞的自身免疫性崩解;相反,2型糖尿病是由胰腺胰島素分泌細胞功能障礙和胰島素抵抗引起的。

為了穩定患者的血糖水平,再生醫學(xué)試圖提供外源性細胞源來(lái)替代受損或缺失的β細胞。在利用MSC治療1型糖尿病的眾多臨床試驗中,已經(jīng)完成了利用同種異體AT-MSC(NCT03920397)、自體BM-MSC(NCT01068951)和同種異體BM-MSC(NCT0069066)的三項試驗。

值得注意的是,在后續試驗中,UC-MSC成為首選MSC。所有已發(fā)表的研究均證實(shí)了MSC治療1型糖尿病的安全性,且未出現任何不良事件。

關(guān)于2型糖尿病,很少有試驗利用MSC進(jìn)行治療,其結果表明MSC是安全的,因為在這些調查中沒(méi)有報告嚴重的副作用。發(fā)現MSC治療可降低HbA1C和空腹血糖水平,同時(shí)升高C肽水平。但是,這些影響是暫時(shí)的,需要多次給藥才能維持MSC的益處。自體MSC療法治療糖尿病患者受到阻礙,因為從糖尿病患者身上獲得的BM和AT-MSC表現出干細胞和功能特征下降。

因此,不建議使用自體AT-MSC治療T2DM等代謝疾?。▓D4)。

不建議使用自體AT-MSC治療T2DM等代謝疾?。▓D4)。
圖4

圖4:(A) AT支持和調節多種功能,被視為內分泌器官。

(B) 2型糖尿病影響AT在脂質(zhì)和葡萄糖代謝以及食欲調節中的功能,使自體AT-MSC不適合治療代謝紊亂。因此,健康供體來(lái)源的同種異體AT-MSC可能是一種更可行的替代方案。

(C) AT-MSC可有效治療生殖紊亂,因為它們能夠遷移并在受損卵巢內建立微環(huán)境、增強細胞再生和調節生長(cháng)激素。

(D) AT-MSC通過(guò)支持新血管形成、血管生成、抗凋亡、炎癥調節和免疫調節來(lái)促進(jìn)皮膚愈合和再生。

相反,建議采用同種異體策略中來(lái)自健康供體的MSC作為治療糖尿病患者的干細胞療法的一種選擇。

05間充質(zhì)干細胞治療不孕不育

現代社會(huì )正經(jīng)歷著(zhù)日益嚴重的不孕不育問(wèn)題,其特征是無(wú)保護性交一年多后仍無(wú)法懷孕。這一問(wèn)題已成為全球重大的健康問(wèn)題和社會(huì )負擔。體外受精技術(shù)和輔助生殖技術(shù)是治療人類(lèi)不孕不育癥的高效方法。然而,由于其局限性,如不能用于無(wú)精子患者或無(wú)法支持妊娠植入的患者、相關(guān)并發(fā)癥、耗時(shí)且昂貴的程序以及某些地區的倫理問(wèn)題,它們的應用受到限制。

不孕不育可能與多種疾病有關(guān),如卵巢早衰、子宮內膜功能障礙、非梗阻性無(wú)精子癥和阿舍曼綜合征。最近,基于干細胞的療法在臨床前研究中顯示出重建生殖功能的前景。最近對 MSCs 的研究為患有生殖和不孕不育疾病的個(gè)人帶來(lái)了光明的前景。

POF是指中年時(shí)(40歲之前)卵巢功能喪失,1-2%的育齡女性受其影響。POF患者至少有4個(gè)月的月經(jīng)稀發(fā)/閉經(jīng),并且兩次促卵泡激素 (FSH) 水平升高到25IU/L以上,間隔時(shí)間超過(guò)一個(gè)月。

最初的POF試驗利用BM-MSCs作為主要細胞來(lái)源,是一份單例病例報告,詳細介紹了一位圍絕經(jīng)期婦女的成功治療。該婦女的卵泡再生增強,AMH水平升高,從而成功懷孕并生下了一個(gè)健康的嬰兒。

對兩名使用自體BM-MSCs的POF女性進(jìn)行的檢查顯示,初始雌激素水平上升,接受治療的卵巢尺寸增大,更年期癥狀也有所改善。

06間充質(zhì)干細胞治療皮膚燒傷和傷口愈合

燒傷是全球第四大常見(jiàn)傷害,影響約1100萬(wàn)人,是導致死亡的重要因素,每年報告的死亡人數為18萬(wàn)人。燒傷通常根據燒傷部位、燒傷深度、燒傷面積百分比和患者年齡分為不同程度的燒傷(一級、二級、三級和四級)。

治療效果和燒傷嚴重程度是燒傷后恢復的決定因素。對于大面積燒傷患者,長(cháng)期后果可能包括疤痕形成和殘疾,而恢復過(guò)程可能需要數周到數月的時(shí)間。與機械損傷不同,燒傷是燒傷部位組織損傷的侵入性發(fā)展,包括由自發(fā)性細胞凋亡、組織灌注減少和氧化應激引起的長(cháng)期嚴重炎癥的生物損傷以及皮膚表面的機械損傷。

目前,干細胞療法為燒傷患者提供了一種替代治療選擇,因為不可能完全逆轉嚴重燒傷造成的毀滅性損傷。

目標疾病所用 MSCs 的來(lái)源觀(guān)察到的治療效果參考。
神經(jīng)系統疾病骨髓、脂肪組織改善運動(dòng)功能、減少炎癥、保護神經(jīng)220 ]
心血管疾病臍帶、骨髓增強心臟功能、血管生成、減少疤痕組織形成221 ]
呼吸功能障礙脂肪組織、臍帶改善肺功能、抗炎作用、組織修復222 ]
代謝/內分泌疾病脂肪組織、骨髓增強胰島素敏感性、調節代謝標志物、組織再生223 ]
生殖問(wèn)題骨髓、臍帶增強卵巢功能,改善生育能力,調節激素224 ]
皮膚燒傷、傷口愈合脂肪組織、骨髓加速傷口愈合,減少疤痕形成,增強組織再生225 ]
骨科疾病骨髓、脂肪組織軟骨和骨再生減輕疼痛和炎癥226 ]
表1:評估間充質(zhì)干細胞療法的臨床試驗摘要

結論

過(guò)去幾十年來(lái),由于培養、分離和分化技術(shù)的進(jìn)步,MSC在臨床疾病治療和各種組織再生方面越來(lái)越容易應用。

間充質(zhì)干細胞具有幾個(gè)關(guān)鍵屬性,使其成為再生醫學(xué)應用的首選:免疫調節能力,有利于改善免疫系統疾??;產(chǎn)生生長(cháng)因子的旁分泌或自分泌功能;以及各種細胞分化的重要能力。

同種異體和自體間充質(zhì)干細胞都是多項臨床試驗中再生治療的有效來(lái)源。從分子和細胞的角度來(lái)看,臍帶和骨髓間充質(zhì)干細胞對多種人類(lèi)疾病表現出不同的功能活性和治療效果。

總之:

  • 骨髓間充質(zhì)干細胞具有作為神經(jīng)疾病治療劑的潛力,
  • 脂肪間充質(zhì)干細胞適用于治療內分泌疾病、不孕癥和皮膚再生,
  • 而臍帶間充質(zhì)干細胞可作為治療肺部疾病和急性呼吸窘迫綜合征的可行替代方案。

基于間充質(zhì)干細胞治療心血管疾病應用仍處于早期階段,為患者提供了潛在優(yōu)勢。為了提高間充質(zhì)干細胞的治療效果,基于其來(lái)源的靶向療法至關(guān)重要。

參考資料:Zhidu, S., Ying, T., Rui, J. et al. Translational potential of mesenchymal stem cells in regenerative therapies for human diseases: challenges and opportunities. Stem Cell Res Ther 15, 266 (2024). https://doi.org/10.1186/s13287-024-03885-z

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