间充质细胞

词条名称：间充质细胞
英文名：Mesenchymal Cells / Mesenchymal Stromal Cells (MSCs)
分类：细胞生物学 / 干细胞生物学 / 多能干细胞

定义

间充质细胞是一类多能性基质细胞，起源于胚胎中胚层或成体组织（如骨髓、脂肪、脐带），具有自我更新能力及向骨、软骨、脂肪等间充质谱系分化的潜能。其核心特征包括贴壁生长特性、特定表面标志物表达（如CD73⁺/CD90⁺/CD105⁺，CD34⁻/CD45⁻）及免疫调节功能，是再生医学与疾病治疗的研究热点。

生物学特性

1. 来源与分布

2. 分子标志物

• 阳性标志物：CD73、CD90、CD105（国际细胞治疗学会ISCT标准）；

• 阴性标志物：CD34（造血干细胞）、CD45（白细胞）、HLA-DR（MHC II类分子）；

• 功能相关分子：PD-L1（免疫抑制）、VEGF（血管生成）。

功能与调控机制

1. 分化潜能

• 多向分化：

  • 成骨分化：Runx2、Osterix基因激活，分泌骨钙素；

  • 成脂分化：PPARγ、C/EBPα调控脂滴积累；

  • 成软骨分化：SOX9介导Ⅱ型胶原合成。

• 跨胚层分化争议：部分研究表明其可分化为神经样或上皮样细胞，但机制尚未完全明确。

2. 免疫调节

• 抑制免疫反应：

  • 分泌TGF-β、IL-10抑制T细胞增殖；

  • 通过PD-1/PD-L1通路诱导调节性T细胞（Treg）分化；

  • 抑制树突状细胞成熟及B细胞活化。

• 归巢能力：受损伤部位趋化因子（如SDF-1）引导，定向迁移至炎症或损伤区域。

3. 旁分泌作用

• 外泌体释放：携带miRNA（如miR-21、miR-146a）、细胞因子（如HGF、IGF-1），促进组织修复；

• 细胞外基质重塑：分泌MMP/TIMP调控胶原代谢，抑制纤维化。

研究与应用

1. 临床治疗领域

• 骨科：骨缺损修复（如结合羟基磷灰石支架）、骨关节炎软骨再生；

• 心血管：心肌梗死后的血管新生与瘢痕抑制；

• 免疫疾病：移植物抗宿主病（GVHD）、系统性红斑狼疮（SLE）的免疫调节治疗；

• 新冠肺炎：通过抑制细胞因子风暴（IL-6、TNF-α）缓解重症患者症状。

2. 组织工程

• 3D生物打印：结合水凝胶支架构建人工皮肤、软骨；

• 基因修饰MSCs：转入抗炎基因（如IL-1Ra）增强靶向治疗效果。

3. 挑战与争议

• 异质性：不同来源、供体年龄的MSCs功能差异显著，需标准化培养方案；

• 致瘤风险：长期体外扩增可能引发基因组不稳定（如端粒酶激活）；

• 伦理争议：胚胎来源MSCs的应用受伦理限制，成体来源更受青睐。