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近期,國際權威期刊《Frontiers in Cell and Developmental Biology》刊載了一篇由中國長春中醫藥大學研究團隊撰寫的綜述。該綜述系統總結了間充質干細胞(MSCs)在改善骨骼肌功能以及干預重癥肌無力(MG)方面的作用機制與研究進展。
間充質干細胞的基本特性
間充質干細胞是一類源自中胚層的成體干細胞,具有多向分化潛能,廣泛分布于骨髓、脂肪、臍帶等組織中,并常富集于血管周圍。這類細胞在組織修復領域備受關注,主要得益于其以下三方面能力:
1.多向分化潛能
MSCs具備分化為多種細胞類型的能力。例如,在骨骼修復過程中,它可分化為成骨細胞;在肌肉修復時,能通過調控相關信號通路,避免分化為脂肪細胞,進而促進肌肉組織再生。
2.免疫調節功能
MSCs可通過分泌轉化生長因子 -β(TGF -β)、前列腺素 E2(PGE2)等因子調節免疫反應,還能借助細胞膜表面的程序性死亡受體配體 1(PD - L1)等分子與免疫細胞相互作用,抑制異常免疫攻擊。此外,MSCs免疫原性較低,移植后不易引發宿主免疫排斥反應。
3.旁分泌作用
MSCs可釋放多種生長因子,如胰島素樣生長因子 -1(IGF - 1)、血管內皮生長因子(VEGF)等,激活體內的修復機制。以肌肉受損為例,其分泌的 IGF - 1 能促進肌肉衛星細胞的增殖與分化,從而參與肌纖維的再生。
MSCs在骨骼肌修復中的作用
骨骼肌是人體重要的代謝器官,不僅承擔運動功能,還參與調節機體的代謝過程。多種因素,如運動損傷、衰老或代謝性疾病等,都可能導致骨骼肌的結構與功能受損。而 MSCs 在骨骼肌修復過程中發揮著多方面作用:
1.定向遷移與定位
肌肉組織受損后會釋放基質細胞衍生因子 -1(SDF - 1)等趨化因子,MSCs 通過其表面的趨化因子受體 4(CXCR4)識別這些信號,并遷移至損傷部位參與修復。
2.改善代謝環境
在肥胖等代謝異常狀態下,MSCs 可通過 WNT5a/糖原合成酶激酶 -3(GSK3)等信號通路抑制脂肪生成相關蛋白(如過氧化物酶體增殖物激活受體γ,PPARγ)的表達,同時促進肌肉保護因子的產生,從而減少肌內脂肪沉積,改善肌肉功能。
3.抗衰老效應
隨著年齡增長,內源性 MSCs 的功能逐漸衰退。研究表明,補充年輕 MSCs 或其外泌體,可提高 WNT1 誘導信號蛋白 1(WISP1)等因子的分泌水平,激活蛋白激酶 B/哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(Akt/mTOR)等修復通路,延緩肌肉萎縮進程。
MSCs在重癥肌無力中的應用潛力
重癥肌無力(MG)是一種由自身免疫反應引發的神經肌肉疾病,其特征為肌肉無力,癥狀常隨時間或活動加重。發病機制主要與抗乙酰膽堿受體抗體攻擊神經肌肉接頭有關。MSCs 通過以下機制在MG中發揮作用:
1.免疫調節
MSCs 能夠抑制異常活化的 T 細胞,促進調節性 T 細胞(Treg)的增殖,從而減少自身抗體的產生。此外,其分泌的吲哚胺 2,3 - 雙加氧酶(IDO)、白細胞介素 - 10(IL - 10)等因子有助于減輕局部炎癥反應。
2.神經肌肉接頭保護
MSCs 可分泌膠質細胞源性神經營養因子(GDNF)、腦源性神經營養因子(BDNF)等多種神經營養因子,促進神經軸突再生與神經肌肉接頭的修復。同時,通過上調膽堿乙酰轉移酶(ChAT)、囊泡乙酰膽堿轉運體(VAChT)等蛋白的表達,增強乙酰膽堿的合成與釋放,改善神經信號傳導。
動物實驗顯示,移植 MSCs 能顯著降低模型小鼠的抗體水平,恢復免疫平衡,并提升肌力。在人源化小鼠模型中,MSCs 聯合免疫細胞應用可在較短時間內顯著緩解病情。
結語
長春中醫藥大學團隊的這篇綜述系統闡釋了 MSCs 在骨骼肌修復與重癥肌無力干預中的多重作用,同時指出了當前臨床轉化中的難點及可能的解決路徑。相較于傳統的免疫抑制療法,MSCs 在調節免疫和促進組織修復方面具有獨特優勢。
隨著相關技術的不斷進步,MSCs 有望成為神經肌肉疾病應用領域的重要選擇,為患者帶來新的希望。
https://www.frontiersin.org/journals/cell-and-developmental-biology/articles/10.3389/fcell.2025.1658062/full
https://mp.weixin.qq.com/s/O9zJid3lSxgMGP5i-Ngy1A干細胞與外泌體
