国家发文！干细胞与器官修复再成热点

“人体的修理箱”——这是干细胞的一个热门标签。近年来，利用干细胞技术来修复器官组织是科学发展的热点。

近日，国家科技部发布了“十四五”国家重点研发计划“干细胞研究与器官修复”重点专项2021年度项目申报指南，围绕干细胞发育与器官再生关键科学问题，开展器官再生调控药物等前沿探索，为重要组织器官修复与替代及重大疾病诊疗提供创新理论和技术。

由此可见，干细胞与器官修复已经成为科技发展的重要方向。今天我们就来聊聊干细胞与器官修复的那些事儿。

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为何间充质干细胞能修复受损组织或器官？

近年来，间充质干细胞被广泛应用到了器官修复的临床研究当中。间充质干细胞具有多向分化的潜能，免疫原性低、来源广泛，能定向迁移至受损组织部位，通过直接分化、分泌细胞因子、生长因子及外泌体等方式重建受损组织与器官。

以间充质干细胞修复皮肤损伤为例。研究显示，间充质干细胞对辐射损伤皮肤的修复作用主要有两点，一是间充质干细胞能定向迁移至受损皮肤处直接分化为缺损细胞进行修复；二是间充质干细胞能够分泌血管生成素、转化生长因子等细胞因子，促进新生血管的形成、增加血液灌注，此外还能抑制炎症反应，刺激成纤维细胞增殖、迁移、分化，并促进皮脂腺、汗腺等腺体及肌肉组织的修复，多种机制共同促进辐射损伤皮肤的修复[1]。

02

干细胞修复器官的“实战”

聊完干细胞修复器官的机制，接下来就让我们了解下其在“实战”中的应用效果如何。

先来说说干细胞在心脏修复中的作用。一项随机、双盲、安慰剂对照临床试验结果显示[2]，53 例近期心肌梗死患者接受6个月的间充质干细胞治疗后，实验组比对照组疗患者的左心室射血分数增加了 7. 3%，心律失常事件发生率降低了4倍。

图片来自文献[2]

这主要是因为，间充质干细胞可以在病变局部释放细胞因子促进心肌梗死后的心脏修复，这种细胞因子可以抑制梗死疤痕扩张，刺激血管生成、以及为受损区域招募更多的细胞等。此外，间充质干细胞还具有刺激内源性愈合的潜力。

再以椎间盘退化为例。一篇案例报道显示[3]：两例腰椎间盘明显退化的患者接受了含有自体间充质干细胞的胶原海绵片移植，2年后，CT和MRI显示两名患者的退化椎间盘得到修复，椎间真空现象有所改善，在T2加权MRI上，与手术前相比，椎间盘的信号强度增高，表明水分含量增高。手术后症状也得到缓解，腰背痛，小腿麻木，疼痛等症状显著减轻。

图片来自文献[3]

再以神经修复为例。由我国学者开展的一项间充质干细胞移植治疗失神经肌萎缩的实验中[4]，与对照组小鼠相比，注射间充质干细胞后的失神经肌萎缩模型大鼠后肢运动功能提高，并可见间充质干细胞进入肌间隙，对肌纤维间隔进行修复，肌纤维排列较为规整，肌间隙与正常无差异。

图片来自文献[4]

干细胞在器官修复与再生领域已经成为一颗璀璨的明星，想必随着研究的进一步进展，在不久的将来，我们就有希望享受到其带来的福利。但也存在一些问题有待解决，如价格问题，临床推广等等，如何才能让这项技术造福更多的人，这是科学界面临的新挑战。

参考文献：

[1]    王利,马得勋,张瑞,张超,高蕊,刘书锋.间充质干细胞(MSC)在辐射损伤救治方面的研究进展[J].辐射防护,2020,40(03):250-255.

[2]    Hare JM, Traverse JH, Henry TD, Dib N, Strumpf RK, Schulman SP, Gerstenblith G, DeMaria AN, Denktas AE, Gammon RS, Hermiller JB Jr, Reisman MA, Schaer GL, Sherman W. A randomized, double-blind, placebo-controlled, dose-escalation study of intravenous adult human mesenchymal stem cells (prochymal) after acute myocardial infarction. J Am Coll Cardiol. 2009 Dec 8;54(24):2277-86. doi: 10.1016/j.jacc.2009.06.055.

[3]    Yoshikawa T, Ueda Y, Miyazaki K, Koizumi M, Takakura Y. Disc regeneration therapy using marrow mesenchymal cell transplantation: a report of two case studies. Spine (Phila Pa 1976). 2010 May 15;35(11):E475-80. doi: 10.1097/BRS.0b013e3181cd2cf4. PMID: 20421856.

[4]    杨颖,颜南,田伟,韩操,张笑妍,郑昕,刘士丹,张硕,王正东.骨髓间充质干细胞移植治疗失神经肌萎缩[J].中国组织工程研究,2020,24(25):4000-4005.

[5]    Kang HW, Lee SJ, Ko IK, Kengla C, Yoo JJ, Atala A. A 3D bioprinting system to produce human-scale tissue constructs with structural integrity. Nat Biotechnol. 2016 Mar;34(3):312-9.