间充质干细胞在医学上的影响和挑战:当前知识的概述

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MSCs是具有以下主要特征的多能成人SCS [1-3.]：（i）在几乎任何组织中存在（例如，UBC，BM，WJ，皮肤和牙科）;（ii）塑料依从性;（iii）自更新能力;（iv）分化为多线粒的能力（例如，中胚层（即脂肪细胞，软骨细胞和骨细胞）以及胞外（例如，神经元细胞）和内胚层（例如，肝细胞和胰腺））;（v）根据组织来源的特定细胞表面标志物的表达（例如，CD73，CD90和CD105的存在但不存在CD14，CD34，CD45和HLA-DR）;(vi) immunoregulatory properties (e.g., low alloreactivity and autoprotection from NKs due to low MHC I and lack of MHC II expressions along with costimulatory molecules such as CD80, CD40, and CD86; alleviation of disease response by favoring the conversion from Th2 (T helper cells) response to Th1 cellular immune response through modulation of IL-4 and IFN-γ效应T细胞的水平）;（vii）归巢能力;（VIII）分泌抗炎分子（例如细胞因子和受体）。

事实上，MSCs的临床应用在医学（例如，细胞移植），药学科学（例如，受控药物递送）和生物科学（例如，组织工程）中具有巨大承诺。它们还提供更优于其他SCS（例如，ESC），其包括[2那4.]（i）它们相对容易的组织隔离;（ii）捐助者或伦理限制的缺乏明显风险;（iii）其迁移和归还受伤部位（例如，肿瘤的肿瘤热带）的能力，可以通过非侵入性方法如SPECT，BLI或PET跟踪;（iv）他们在相对较长的时间扩展的能力;（v）他们改变宿主免疫环境的能力;（vi）他们有价值的免疫调节效果;（vii）他们的较高trans如上所述的分化潜力。

自过去15年以来，越来越多的临床前和临床研究(>500)已经注册[5.利用hMSCs作为一种有价值的治疗慢性疾病的来源(例如，自身免疫性疾病如RA，炎症性疾病如T1D, CVD或退行性疾病如ALS, PD和AD)。因此，一些研究[6.那7.阐述了MSCs在改善Ra的关键作用，特别是在疾病的发作，通过激活Treg细胞并抑制注入DBA / 1小鼠模型时抑制炎性细胞因子的产生。此外，MSCs的移植在成功地分化为胰岛素 - 产生（β）细胞时，能够校正STZ诱导的糖尿病啮齿动物的高血糖，增强了植入胰岛的存活率，并发现有利于治疗非胰岛素依赖性耐心 [8.-10.］．此外，MSC的移植遗传修饰以表达GDNF改善ALS表型并增加神经肌肉连接的数量[11.］．In a pioneered study, MSCs delivered through nose to treat patients suffering from PD were found in different brain regions (e.g., hippocampus, olfactory lobe, and cortex) after 4.5 months of administration and could favorably modulate the expression of key enzymes (e.g., increased tyrosine hydroxylase and decreased toxin 6-hydroxydopamine levels) in the lesions of ipsilateral striatum and substantia nigra [12.］．此外，MSCs能够增强在淀粉样斑块清除中重要的细胞自噬途径，激活treg，而treg反过来调节小胶质细胞的激活，并增加神经元的存活体外在AD小鼠模型中[13.那14.］．最终，骨髓间充质干细胞移植到心肌梗死动物模型以及纤维连接蛋白固定化PCL纳米纤维非常成功[15.］．

然而，许多这些临床应用受到研究障碍的阻碍[1那16.-21.］．Remaining challenges, related to safety and efficacy of MSCs, include (i) the establishment of a comprehensive procedure for MSC isolation (e.g., methods may include Ficoll density gradient, collagenase, and marrow filter device) and for characterization/quality control (e.g., specific expression of cell surface markers, cell viability, endotoxin assays, and oncogenic tests); (ii) a proper setup of体外MSC扩展。实际上，取决于疾病的严重程度，需要最佳的多能量MSCs。通过缩短端粒长度，分化潜力下降和长期形态改变，难以获得大量足量细胞的难度通常通过表现出的衰老来解释体外在某些条件下培养，除了在较高通道（例如，在受控氧浓度和无血清培养基中的MSCs扩增而不是补充血清和/或生长因子的情况下，培养物质（iii）临床级MSC的冷冻保存和大规模银行业务缺乏优化培养基，在冷冻和解冻期间的温度均匀，以及液氮中的储存时间。Interestingly, recent studies suggest that MSCs cryopreserved in serum-free culture media supplemented with CPAs (e.g., mixture of glucose, sucrose, and ethylene glycol in PBS and polyvinylpyrrolidone) can be successful to prevent any freezing damage to cells and toxicities related to the routine use of DMSO; (iv) a specific administration time and route (e.g., intravenous, in situ/当地的为了充分维持更多的MSCs的功能能力，目前仍有待决定。因此，认为MSC移植最方便可行的方式是在损伤部位或损伤部位附近局部注射;(五)应该更好地理解这些MSCs的调控机制。例如，MSCs的归巢涉及CXCR4和SDF-1 α，但避免脱靶归巢的确切机制尚不清楚;(vi)骨髓间充质干细胞调节免疫反应的确切机制也未明确。

从目前发表的总体研究来看，很明显，hMSCs在临床应用方面的应用将会增加，至少在再生医学方面。

缩写

广告：	阿尔茨海默病
肌萎缩性侧索硬化症:	肌营养的外侧硬化
BLI：	生物荧光成像
BM:	骨髓
CD:	差异化簇
注册会计师:	冷冻保护剂
CVD：	心血管疾病
DMSO溶液:	二甲基亚砜
ESCs:	胚胎干细胞
GDNF:	神经胶质细胞系来源的神经营养因子
HLA：	人白细胞抗原
干扰素:	干扰素
IL:	白细胞介素
MHC（I / II）：	主要组织相容性复合体(I类或II类)
MSCS：	间充质干细胞
nks：	天生的杀手
PBS:	磷酸盐
PCL：	聚己内酯
PD：	帕金森综合症
宠物:	正电子发射断层扫描
类风湿性关节炎:	类风湿性疾病
SCS：	干细胞
SDF-1 Alpha：	基质细胞衍生因子1-α（或CXCL12）
SPECT:	单光子发射计算机断层扫描
STZ:	链脲霉素
近年来:	1型糖尿病
药:	脐带血
WJ:	沃顿尔的果冻。

致谢

我们真诚地感谢该期刊（MDPI）为我们提供机会来编辑我们的成功特刊，以“癌症，药物递送和再生医学中的间充质干细胞”（//www.newsama.com/journals/sci/si/152812/cfp/）。

Farid Menaa.
Somayeh Shahrokhi.
普拉萨德Shastri

参考文献

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