间充质干细胞（MSCs）来源于胚胎发育早期的中胚层，是一种异质性的细胞群体，机体内的MSCs包含自胚胎发育早期及之后不同发育阶段的干细胞及分化后代。人体几乎所有的组织都含有MSCs，多种组织和器官中MSCs含量丰富，如骨髓、脂肪、牙髓、脐带和胎盘等，普遍具有自我更新能力、多向分化潜能和免疫调节等功能。
根据www.ClinicalTrials.gov网站统计的数据表明，截至2026年3月，全球已注册1100项基于间充质干细胞的临床试验，80%以上的临床试验处于临床Ⅰ期和Ⅱ期，15%左右处于临床Ⅲ期阶段。
已完成的试验结果表明间充质干细胞用于多种疾病的治疗是安全和有效的，这些疾病类型包括移植物抗宿主病、脊髓损伤、自身免疫性疾病、心血管疾病、骨及软骨损伤修复、克罗恩病、糖尿病及其并发症等。目前，全球已有11种间充质干细胞药物获批用于上述疾病的临床治疗。
在大众眼中，细胞治疗已然成了人们治疗疾病的新希望。
那么干细胞疗法对抗疾病的背后机理是什么？这涉及干细胞的多向分化潜能和、旁分泌作用，免疫调节细胞与
细胞间物质传输
四大作用机制。
多向分化潜能
间充质干细胞具有分化成多种细胞类型的潜能，在特定信号和局部微环境的刺激下通过调控基因的差异性表达
，不仅可以分化为中胚层来源的细胞类型，包括心肌细胞，血管内皮细胞，成脂、成骨和成软骨等细胞，也可以转分化为消化道上皮细胞、肺细胞、肠道上皮细胞、肌肉细胞等内胚层来源的细胞，还可以转分化为表皮细胞和神经细胞等外胚层来源的细胞(图1)。
多向分化机制能够帮助干细胞治疗哪些疾病？
目前，充分的科学研究已经证明，间充质干细胞可以通过多向分化机制改善或治疗
骨关节炎、心脑血管疾病、肾功能不全、I型糖尿病、神经退行性疾病、肝功能不全、皮肤伤损和肌腱损伤>等疾病。
旁分泌作用>
间充质干细胞旁分泌作用可以产生大量的可溶性细胞因子、趋化因子和生长因子等促进组织损伤的修复，通常被认为是间充质干细胞参与组织损伤修复的主要机制。
研究发现，间充质干细胞产生的生物活性物质参与
免疫调节、血管新生、抗细胞凋亡、抗氧化、抗纤维化和趋化作用>等多个生物学进程(图2)。一种因子可参与多个生物学进程的调控，如血管内皮细胞生长因子 (VEGF)既参与血管新生，也参与到抗细胞凋亡的进程。
免疫调节：>
相关因子间充质干细胞可产生多种免疫调节因子，无论对自体还是同种异体的免疫细胞，无论对固有免疫细胞还是获得性免疫细胞都能发挥免疫调节作用。
血管新生相关因子：>
间充质干细胞移植后, 可有效改善动物模型的心肌梗死和冠状动脉性心脏病，MSCs发挥作用的机制是诱导血管新生和动脉生成。
抗凋亡相关因子：
>间充质干细胞既可以直接产生抑制细胞凋亡的蛋白，也可以通过旁分泌作用影响细胞凋亡的信号通路。MSCs产生的抑制细胞凋亡蛋白包括B细胞淋巴瘤因子2、存活素和蛋白激酶B。
抗纤维化相关因子：
>研究发现，间充质干细胞的抗纤维化作用与免疫调节，促进血管新生和抗炎等协同发挥作用，间充质干细胞对多种组织纤维化疾病模型都有很好的治疗效果。
趋化作用相关因子（归巢性：
>动物实验研究中发现，无论是静脉回输移植还是局部组织注射，MSCs具有快速迁移到机体炎症发生部位并滞留在炎症部位发挥抗炎和免疫调节的作 用。
自体或外源性间充质干细胞，在机体面临缺血、缺氧或组织损伤等因素的刺激下，能定向趋化性迁移，越过血管内皮细胞至靶向组织并定植存活的过程称为“归巢”。
免疫调节作用>间充质干细胞的免疫调节作用具有很强的可塑性，间充质干细胞发挥免疫调节作用, 主要通过两种方式: 一种是旁分泌细胞因子，另外一种是细胞与细胞间直接接触依赖的机制。
MSCs无论对固有免疫细胞包括自然杀伤细胞、中性粒细胞、巨噬细胞、肥大细胞和树突状细胞等，还是对获得性免疫细胞包括T细胞和B细胞等，都有较强的免疫调节作用。
固有免疫细胞：>
固有免疫(innate immunity)是机体在种系发育和 进化过程中形成的天然免疫防御功能, 具有反应快速、非特异识别、无细胞增殖、无免疫记忆和维持时 间短等特点, 也称为非特异性免疫, 是机体抵御病原体 入侵的第一道屏障。MSCs通过旁分泌作用参与调控的固有免疫细胞类型包括自然杀伤细胞(NK)、中性粒细胞、巨噬细胞和树突状细胞等 (图3B)。
细胞间物质传输>
胞外囊泡（EVs）是一类重要的细胞间传输介质，在细胞与细胞之间物质传输和信号交流方面发挥至关重要的作用。MSCs产生的胞外囊泡其内包裹的生物活性物质具有免疫调节作用，还可对多种组织损伤进行修复。
胞外囊泡：
>MSCs能够产生和释放多种类型的囊泡
，统称为胞外囊泡, 根据其大小、来源途径和组成成分的不同, 可分为外泌体、微泡和凋亡小体三种类型。
外泌体来自于晚期的内涵体, 直径介于30~130nm, 膜性囊泡内包裹着信使RNA(mRNA)、微小RNA(miRNA)、脂质体和蛋白质等大量生物活性物质(图5A)。
间充质干细胞来源的外泌体在多种疾病治疗的临床试验中均显示出与间充质干细胞移植类似的治疗作用，其疗效具有剂量依赖性。外泌体代替间充质干细胞进行疾病治疗, 可避免移植的间充质干细胞不能通过肺部毛细血管而被截留的问题，更加安全有效外泌体能越过血脑屏障, 在治疗脑部疾病方面具有无可比拟的优势。
展望>深入研究间充质干细胞的作用机制，可充分利用和发挥间充质干细胞生物学特性方面的优势，为疾病治疗提供新的策略。
相信随着医疗技术的不断发展，干细胞必将引发医疗变革，成为继药物、手术后的第三种治疗方式，一系列传统手段难以治疗的疑难杂症也终将会被干细胞逐步取代与救治。
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