干细胞科技引领未来医学
新闻中心
NEWS CENTER
返回上一页
科普丨如何使间充质干细胞疗效达到最佳?

就像拥有强大魔法的精灵一样,干细胞在一定的条件下能够分化为各种不同的组织细胞,这便是干细胞最基本的魔法——自我复制和“变身”

在干细胞小精灵的帮助下,身体可以轻松地修复损伤的机体。间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSC)是干细胞家族的成员,是一类具有自我更新能力,能分化成多胚层起源细胞谱系的多能祖细胞。MSC可以迁移至损伤部位,发挥有效的组织修复和抗炎作用

间充质干细胞(MSC)是临床应用的明星之一,已经有很多新闻报道间充质干细胞在多种疾病的治疗中发挥作用。如何使间充质干细胞疗效达到最佳?细胞质量、最佳剂量、治疗时机……这些因素都影响着MSC的疗效。


细胞质量

先来大概定义一下“细胞质量”指的是什么?

细胞质量指单位细胞或单个细胞所对应的生物学效力;效力越高,细胞质量越好。那么,什么是生物学效力(Biological Efficacy,也可以缩写为bio-efficacy)?

效力包括强度(strength)和效果(effectiveness)两个因素,即相同强度(一般指浓度)下所取得的效果。比如,MSC同时具有免疫抑制和促进血管再生的功能,分别应用于两大类不同的疾病,那么相对应的就有两个生物学效力指标。

有一些参数可以反映间充质干细胞的质量,比如细胞活率、供体特性、克隆形成能力、细胞大小、免疫抑制能力和细胞因子分泌量
最佳质量

MSC的最佳剂量取决于不同的疾病和严重程度以及输入途径。由于MSC和传统药物的特性差异巨大,具体表现至少有2点。

①在MSC进入体内后,不符合传统药物典型的分布和代谢模型;传统药物属于被动分布,而MSC具有主动趋化到损伤部位的功能,MSC在健康机体和疾病机体的体内分布也不一样。

②传统药物的动物实验需要多次给药维持稳定的血药浓度,而MSC的动物实验常常是单次使用,以至于MSC的临床研究也常常采取1次使用的方案。实际上,MSC的单次使用并不能取得良好稳定的长期的治疗效果,即使短期内有明显改善。

在目前的临床研究中,MSC的使用剂量范围非常大,每名患者使用的MSC细胞数从四千万个MSC到上亿个MSC不等。

静脉输入的细胞剂量相对比较稳定,常常采用每公斤体重数百万级的MSC,即(1-10)x106/kg。静脉输入最高的剂量为与造血干细胞共移植的10x106/kg,按照60公斤的体重,那也是需要6亿个MSC了还有治疗GVHD的8x106/kg。静脉输入最低的剂量出现在MSC和造血干细胞共移植的临床实验中,为0.3x105/kg。
治疗时机

细胞类药物和传统化学药物非常不同的一点,那就是细胞是活的,而化学药物是死的。MSC作为活的细胞,进入到机体,必定会与机体内的微环境相互作用在病理状态下,缺血缺氧微环境有利于MSC分泌更多的生长因子,而且炎症因子(TNF-α和IL-1β)能促进MSC分泌细胞因子(IL-1A、RANTES、G-CSF)。而且,间充质干细胞在不同的炎症环境下表现为抑炎型 MSC2 和促炎型 MSC1。

在高浓度的炎性刺激(TNF-α、INF-γ)下,间充质干细胞会“变身”成具有抗炎属性的MSC2亚型,可分泌较多的抑炎因子,有利于降低机体炎症反应。在低浓度的炎性刺激(TNF-α、INF-γ)下,间充质干细胞表面 TLR4 活化,MSC分化为具有促炎属性的MSC1亚型,分泌的抑炎因子减少,转而分泌趋化因子,促进T细胞活化。

MSC重要的免疫调节作用在炎症反应过程中起着平衡的作用,在炎症初期或者慢性炎症炎性较弱的时候,它能够激活免疫系统,促进炎症的发生,而当炎症比较激烈可能会引起机体自身损伤时,MSC又表现出抗炎的一面,抑制炎症的进一步发生,维持机体的免疫系统的平衡。

脐带来源的间充质干细胞(MSC)具有极低的免疫原性,使用不需要配型,且细胞增殖和分化能力强,已成为再生医学的“希望之星”,在疾病治疗和损伤修复上扮演越来越重要的角色

间充质干细胞具有很强的归巢能力和多种生物活性物质分泌能力,在体内能定向迁移至炎症或损伤部位,启动对受损组织的损伤修复,发挥调节免疫微环境,抑制细胞凋亡、抗纤维化、刺激内源性干细胞生长和分化等作用,因而在多种疑难疾病的治疗中都有出色的干预效果。