臍帶是懷孕期間連接母體與胎兒之間的組織，由兩條動脈、一條靜脈和粘液結締組織構成。臍帶膠、臍帶血管壁和血管周圍均富含基質(zhì)間充質(zhì)干細胞和MSCs樣細胞(包括基質(zhì)細胞、血管周細胞等)。
人臍帶間充質(zhì)干細胞的生物學特征
雖然自臍帶中分離和培養(yǎng)MSCs和MSCs樣細胞的方法有一定差異，所得細胞群的增殖、分化能力也不盡相同，但這些細胞通常具有如下特征：
?、刨N壁生長，呈長梭形，有時可混有小圓細胞或扁平細胞。
?、瓶尚纬沙衫w維細胞集落形成單位。
?、?0%以上的細胞均處于G0-G1期，僅有小部分細胞進行活躍的增殖。
?、缺磉_端粒酶活性。
?、山?jīng)過多代培養(yǎng)或凍存、復蘇后，細胞形態(tài)和增殖、分化潛能不發(fā)生顯著變化。
?、誓軌虮磉_CD73、CD90、CD105等*的MSCs標志物，但不表達CD34、CD45等造血干細胞標志物。
?、四茉隗w內(nèi)外分化為脂肪細胞、成骨細胞、軟骨細胞、心肌細胞、骨骼肌細胞、內(nèi)皮細胞、肝細胞樣細胞、胰島樣細胞以及神經(jīng)元和膠質(zhì)細胞，并可通過細胞替代、分泌營養(yǎng)因子和調(diào)節(jié)免疫等機制修復病變組織。
⑻表達HLA-ABC和HLA-G，但不表達HLA-DR，具有抑制免疫的能力。
人臍帶間充質(zhì)干細胞在醫(yī)學疾病上的應用
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等將未誘導和經(jīng)過誘導的人臍帶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)表達人特異性核抗原的酪氨酸羥化酶陽性細胞可在移植部位可存活達4月以上，能向移植部位的頭、尾兩側遷移約1.4mm，苯丙胺誘發(fā)的大鼠轉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胞有望成為治療帕金森病的理想細胞。Weiss等發(fā)現(xiàn)，細胞移植后帕金森病大鼠的黑質(zhì)和腹側被蓋區(qū)內(nèi)酪氨酸陽性細胞數(shù)目與大鼠的行為學改善呈正相關，并推測移植細胞產(chǎn)生的膠質(zhì)細胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(GDNF)和bFGF對多巴胺能神經(jīng)元的營養(yǎng)作用可能是其促進神經(jīng)功能恢復的主要機制。
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，近來研究表明細胞移植療法有望為該病的治療帶來新希望。應用于臨床的細胞至少應滿足以下條件：細胞易于獲得、便于擴增、數(shù)量足夠、核型穩(wěn)定、無免疫原性、能夠有效地恢復視覺功能。為此，Lund等分別將人臍帶組織細胞、胎盤細胞和骨髓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，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，胚胎干細胞、神經(jīng)干細胞、骨髓MSCs和臍帶血干細胞均能在實驗性脊髓損傷的修復中發(fā)揮一定作用，但尋找無倫理約束、易于分離、可迅速擴增、能促進神經(jīng)功能恢復的干細胞一直是限制其廣泛應用的瓶頸。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動功能得到顯著改善，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、尾兩側的小膠質(zhì)細胞和活化的星形膠質(zhì)細胞數(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胞激活蛋白-2、神經(jīng)營養(yǎng)因子-3、bFGF、糖皮質(zhì)激素誘導的腫瘤壞死因子-3和血管內(nèi)皮細胞生長因子受體-3從而促進脊髓損傷的修復有關。
綜上所述，未來人臍帶間充質(zhì)干細胞在醫(yī)學上的應用會越來越廣泛。
