臍帶是懷孕期間連接母體與胎兒之間的組織，由兩條動(dòng)脈、一條靜脈和粘液結(jié)締組織構(gòu)成。臍帶膠、臍帶血管壁和血管周圍均富含基質(zhì)間充質(zhì)干細(xì)胞和MSCs樣細(xì)胞(包括基質(zhì)細(xì)胞、血管周細(xì)胞等)。
人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞的生物學(xué)特征
雖然自臍帶中分離和培養(yǎng)MSCs和MSCs樣細(xì)胞的方法有一定差異，所得細(xì)胞群的增殖、分化能力也不盡相同，但這些細(xì)胞通常具有如下特征：
?、刨N壁生長，呈長梭形，有時(shí)可混有小圓細(xì)胞或扁平細(xì)胞。
?、瓶尚纬沙衫w維細(xì)胞集落形成單位。
⑶80%以上的細(xì)胞均處于G0-G1期，僅有小部分細(xì)胞進(jìn)行活躍的增殖。
?、缺磉_(dá)端粒酶活性。
?、山?jīng)過多代培養(yǎng)或凍存、復(fù)蘇后，細(xì)胞形態(tài)和增殖、分化潛能不發(fā)生顯著變化。
⑹能夠表達(dá)CD73、CD90、CD105等*的MSCs標(biāo)志物，但不表達(dá)CD34、CD45等造血干細(xì)胞標(biāo)志物。
?、四茉隗w內(nèi)外分化為脂肪細(xì)胞、成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、心肌細(xì)胞、骨骼肌細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、肝細(xì)胞樣細(xì)胞、胰島樣細(xì)胞以及神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞，并可通過細(xì)胞替代、分泌營養(yǎng)因子和調(diào)節(jié)免疫等機(jī)制修復(fù)病變組織。
?、瘫磉_(dá)HLA-ABC和HLA-G，但不表達(dá)HLA-DR，具有抑制免疫的能力。
人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞在醫(yī)學(xué)疾病上的應(yīng)用
1. 帕金森病
帕金森病是一種以紋狀體多巴胺能神經(jīng)元功能進(jìn)行性喪失為特征的神經(jīng)退行性疾病，目前尚無特異性的有效治療方法。Fu等將未誘導(dǎo)和經(jīng)過誘導(dǎo)的人臍帶MSCs移植到6-羥基多巴誘發(fā)的帕金森病大鼠模型的紋狀體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)表達(dá)人特異性核抗原的酪氨酸羥化酶陽性細(xì)胞可在移植部位可存活達(dá)4月以上，能向移植部位的頭、尾兩側(cè)遷移約1.4mm，苯丙胺誘發(fā)的大鼠轉(zhuǎn)圈行為也得到顯著改善。這提示人臍帶MSCs來源的酪氨酸羥化酶陽性細(xì)胞有望成為治療帕金森病的理想細(xì)胞。Weiss等發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞移植后帕金森病大鼠的黑質(zhì)和腹側(cè)被蓋區(qū)內(nèi)酪氨酸陽性細(xì)胞數(shù)目與大鼠的行為學(xué)改善呈正相關(guān)，并推測移植細(xì)胞產(chǎn)生的膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(GDNF)和bFGF對多巴胺能神經(jīng)元的營養(yǎng)作用可能是其促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)的主要機(jī)制。
2. 視網(wǎng)膜退行性病變
各種原因引起的光感受器退行性變是致盲的重要原因之一，近來研究表明細(xì)胞移植療法有望為該病的治療帶來新希望。應(yīng)用于臨床的細(xì)胞至少應(yīng)滿足以下條件：細(xì)胞易于獲得、便于擴(kuò)增、數(shù)量足夠、核型穩(wěn)定、無免疫原性、能夠有效地恢復(fù)視覺功能。為此，Lund等分別將人臍帶組織細(xì)胞、胎盤細(xì)胞和骨髓MSCs移植到視網(wǎng)膜退行性變大鼠的視網(wǎng)膜下間隙，并以皮膚成纖維細(xì)胞作為對照。通過測定視網(wǎng)膜電流圖、空間視敏度和亮度閾，他們發(fā)現(xiàn)臍帶組織細(xì)胞和骨髓MSCs均能顯著減少視網(wǎng)膜退行性變，而且前者較后者對光感受器的修復(fù)作用更加顯著。究其原因可能與腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)和白介素-6的分泌有關(guān)，這無疑為視網(wǎng)膜退行性病變的治療提供了新思路。
3. 脊髓損傷
雖然大量研究表明，胚胎干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞、骨髓MSCs和臍帶血干細(xì)胞均能在實(shí)驗(yàn)性脊髓損傷的修復(fù)中發(fā)揮一定作用，但尋找無倫理約束、易于分離、可迅速擴(kuò)增、能促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)的干細(xì)胞一直是限制其廣泛應(yīng)用的瓶頸。Yang等發(fā)現(xiàn)，將人臍帶MSCs移植到*性橫貫性脊髓損傷大鼠模型的損傷部位后大鼠的運(yùn)動(dòng)功能得到顯著改善，病變周圍皮質(zhì)脊髓束再生軸突和神經(jīng)微絲的數(shù)目顯著增加，但脊髓殘端的頭、尾兩側(cè)的小膠質(zhì)細(xì)胞和活化的星形膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)目明顯低于對照組。究其原因可能與移植的人臍帶MSCs能在宿主脊髓內(nèi)產(chǎn)生大量的人中性粒細(xì)胞激活蛋白-2、神經(jīng)營養(yǎng)因子-3、bFGF、糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的腫瘤壞死因子-3和血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子受體-3從而促進(jìn)脊髓損傷的修復(fù)有關(guān)。
綜上所述，未來人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用會越來越廣泛。
