健康科普

使用干细胞后，如何实现对人体的精准修复？

在临床研究或者临床治疗中，常有通过静脉输注途径移植干细胞到病人体内的案例。但是，干细胞在输注到人体后，它到底去哪里了？人体那么多器官和组织，干细胞进入人体后是怎么准确找到“生病”的器官进行修复的呢？

静脉输注后，MSC会去往哪里

刊登在《NUCLEAR MEDICINE AND BIOLOGY》上的一篇论文，其研究人员通过给MSC打上“标记”，追踪它们在晚期肝硬化患者（伴有脾肿大）体内的活性分布，以确定MSC静脉输注后的“行动路径”。

△研究评估肝硬化晚期患者经外周注入后MSC在体内的分布

从研究中可以看出，经静脉输注后MSC会率先在肺部聚集，待到2小时后，它们的踪迹才能在肝脏及脾脏中被捕捉。但这种情况并非一成不变。研究人员观测到，MSC会逐渐逃离肺部，迁移到肝脏及脾脏中。到第10天的时候，肺、肝和脾的残留活性对比已经发生了完全逆转。

△实验用(111)In-oxine标记MSCs ，以此跟踪MSCs在体内的分布

以上面图表中以Patient 1为例，可以看到患者的肺部干细胞残留活性在10天中从33.5%下降到了2.0%；而肝脏部位的残留活性，从2.8%提至13.5%；脾脏部位的更是从2.0%提高至30.1%。

该研究说明：MSC输注是一个循序渐进的“动态”过程，MSC在经静脉输注后，会先去往我们的肺部，再接着它们会顺着血液的流向，逐渐向肝和脾转移。

那么，干细胞通过静脉回输会一直遵循从肺部到肝脏、脾脏再到其他器官的固定路线吗？另一篇发布于国际期刊《International Immunopharmacology》的论文，或许会带给我们想要的答案。

△研究中利用CM-Dil标记的UC-MSC移植治疗T2DM小鼠

这一次研究中，研究人员通过静脉输注患有II型糖尿病的小鼠来探究人脐带来源间充质干细胞（UC-MSC）的去向。与上个研究不同的是，他们还新增了一个正常小鼠的对照组。

在经过大量的研究数据对比之后发现，干细胞通过静脉输注后会先来到小鼠肺部，然后逐渐经血管来到血流丰富的脾与肝。但与对照组正常小鼠不同的是，患有II型糖尿病小鼠体内会有一定数量的UC-MSC归巢于胰岛，也就是体内受损部位。

这些归巢于胰岛的UC-MSC发挥了不俗的效用。研究者可以清楚地看到，在显微镜下T2DM小鼠胰岛、肝脏、脂肪和肌肉中的M2巨噬细胞数量显著增加，这些巨噬细胞可以减轻病鼠的胰岛素抵抗，降低血糖。

△UC-MSCs输注可诱导胰岛中M2巨噬细胞的增加，Fizz1+（绿色）

这项临床实验也证实，干细胞会自动归巢于机体受损的部位，它就像自带定位导航，能够自动去往它该去的地方。

精准修复的关键——干细胞的归巢效应

所谓“归巢”（homing），最早是指循环在血液中的淋巴细胞倾向于迁移到它们原先派生自那里的淋巴细胞部位，如淋巴结，这一回归现象称为“淋巴细胞的归巢”。这是1983年Gallation提出来的。

后来“归巢“这一概念逐渐被引申至干细胞。干细胞归巢，是指当机体缺血、缺氧、损伤时，机体内或者外源性间充质干细胞具有向损伤部位优势分布的特质，这个过程类似人体局部炎症反应后大量白细胞迁移至炎症周围。

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MSCs的归巢

Saito等首次提出间充质干细胞（MSCs）具有归巢能力，当机体组织受到某种刺激时，一些“休眠”的间充质干细胞被“唤醒”，归巢到损伤部位进行分化，替代损伤的细胞。

大量研究发现，干细胞“巢”作为一种特殊的微环境，通过不同信号途径调控着干细胞的行为。当身体出现某个损伤，损伤部位的组织会表达多种趋化因子、黏附因子、生长因子等各种信号分子，而间充质干细胞表面也广泛表达不同趋化因子、生长因子等受体，这些受体与相应配体结合，具有驱动间充质干细胞定向到达损伤部位的作用（即“归巢”）。

例如，Wang等发现SDF-1α/CXCR4轴调节移植的骨髓间充质干细胞迁移至大鼠脑缺血损伤部位。Liu等研究发现，HGF/c-met轴在间充质干细胞归巢至肠缺血再灌注肝损伤部位介导的干细胞修复发挥着重要作用。

总的来说，间充质干细胞的“归巢”能力，就像内置了一部“智能GPS”导航系统，时刻引导着它去往机体缺血、缺氧、损伤、发炎、病变甚至癌变等异常部位进行“修修补补”。

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归巢是MSCs有效应用于临床的关键

当前，间充质干细胞因具有自我再生、多向分化和免疫调节的能力，已成为开发当前医疗手段未能解决的难治性疾病创新治疗策略的工具。干细胞疗法在膝骨关节炎、帕金森、卵巢早衰等众多疾病领域均显示了明显的疗效。

然而就跟用药一样，用量不足就起不到应用的效果，同样，间充质干细胞要发挥其潜能的前提就是需要有足够数量的干细胞归巢并存活于损伤的靶组织。因此干细胞发挥其“归巢效应”尤为重要。

间充质干细胞的移植方式通常包括动脉输注、静脉输注、局部注射移植等，在归巢机制的加持下，相较于传统化学药物，干细胞天然具有一定的靶向性，能够更准确地抵达身体损伤部位发挥临床治疗作用。

相信随着干细胞研究的不断深入及相关理论的日趋完善，间充质干细胞作为人体宝贵的资源，将给我们的未来健康带来无限可能。