肝脏是人体内维持新陈代谢的主要器官。近年来，随着人们生活水平的提高，肝脏疾病的发病率逐年增高，肝衰竭是肝脏疾病中最严重的表现。我国是世界人口大国，每年因各种原因导致的肝衰竭患者多达几十万人，其高发生率、高死亡率及低治愈率严重影响人民生活质量。骨髓间充质干细胞具有干细胞增殖和分化的潜能。近年来，对骨髓间充质干细胞的研究可能为肝衰竭的治疗提供除肝移植以外更有效的方案。

干细胞是一类未分化的原始祖细胞，其最突出的特点是具有自我复制、增殖和分化的潜能，能在一定条件下分化为多种功能的细胞。干细胞根据其发育阶段的不同，可分为胚胎干细胞和成体干细胞。成体干细胞根据其来源的不同，又可分为间充质干细胞、造血干细胞和神经干细胞。间充质干细胞最初于上世纪60年代在骨髓中发现，故而将其命名为骨髓间充质干细胞。由于其便于提取、来源广泛，且具有干细胞自我更新、多向分化的潜能等优点，现广泛应用于组织细胞移植、基因治疗等领域。

 

骨髓间充质干细胞最突出的特点是其具有自我更新的能力，能够增殖分裂为与其自身完全相同的细胞。其次它的多向分化潜能也极其强大。骨髓间充质干细胞虽然是来源于中胚层的多能成体干细胞，但是其具有跨层和库跨系分化的能力，能在一定条件下分化为中胚层的骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞，而且也可以分化为内胚层的肌细胞、肠上皮细胞、肺细胞及为外胚层的上皮细胞、神经细胞等。

 

骨髓间充质干细胞的分离方法主要有4种：

（1）全骨髓贴壁培养法：根据骨髓间充质干细胞在低血清培养基中有贴壁生长的优势特性，而造血干细胞有悬浮生长的特性来对骨髓间充质干细胞筛选，经过数次换液传代后除去不贴壁细胞，从而达到纯化及扩增骨髓间充质干细胞的目的。

（2）密度梯度离心法：根据不同颗粒之间存在不同的密度、直径等而导致它们在同一溶液中的沉降速度不同，在一定离心力的作用下，颗粒被分配到密度梯度中某些特定位置上，从而形成不同区带的原理来分离不同密度的细胞。在分离细胞前需要用一定的介质在离心管内形成连续或不连续的密度梯度，将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部，通过重力或离心力的作用使细胞分层、分离，进而得到所需细胞。

（3）流式细胞仪法：使用流式细胞仪通过对细胞形状和大小进行检测来分选细胞。

（4）免疫磁珠法：其原理是基于细胞表面抗原能与连接在磁珠上的特异性单抗相结合，在外加磁场中，抗体与磁珠相连的细胞被吸附而留在磁场内，无该种表面抗原的细胞则不能在磁场中停留，从而分离得到所需细胞。

 

目前常用的方法主要是全骨髓贴壁培养法和密度梯度离心法，后两者免疫学方法虽然可获取纯度很高的骨髓间充质干细胞，但由于对细胞后续的增殖有影响，加之成本高、技术难度大等问题，使其广泛应用受到了很大限制。密度梯度离心法可以获得较高纯度的骨髓间充质干细胞，但同时强大的离心力会对细胞造成损害，且可能增加污染机会。全骨髓贴壁培养法操作简便、耗时短，对细胞损伤小，分离得到的细胞分化潜能较好、增殖速度快，但其缺点是纯度低，无法将和骨髓间充质干细胞一样同样具有粘附特性且同样存在于骨髓中的其他细胞如成骨细胞等细胞筛出。

 

骨髓间充质干细胞的鉴定目前尚无特异性的分子标志物，当前公认的鉴定方法是由国际细胞治疗学会间充质及组织干细胞委员会提出的三条最低标准:

（1）符合贴壁生长的生长方式；

（2）表达CD29，CD90，CD105等间充质干细胞的表面抗原，但不表达CD34，CD45，CD106等造血干细胞的表面抗原；

（3）有多向分化、自我更新复制的潜能。

只有当所得细胞同时满足以上三个条件时才可认为它是骨髓间充质干细胞。

 

 

骨髓间充质干细胞有向各胚层细胞分化的潜能这一特点已得到充分证实。研究表明骨髓间充质干细胞在BMP-2的诱导下可分化为类心肌细胞，对急性心肌梗死再灌注损伤有治疗作用，且相较于未经BMP-2诱导的骨髓间充质干细胞的治疗效果理想。辛伐他汀可促进骨髓间充质干细胞的成骨分化，最适浓度为1.0μmol/ml，同时还不改变其免疫调节性能，因此，可用于治疗骨科创伤和骨折不愈合的患者。

 

在对人类脂肪间充质干细胞、人类成人皮肤间充质干细胞和人类新生皮肤间充质干细胞及人类骨髓间充质干细胞这4种来源的间充质干细胞比较后认为：不同来源的间充质干细胞在分化、分子表型及其生长速率方面有着明显差异，这可能是由于不同来源的间充质干细胞中存在着各自不同影响其分化的“印记”。人类新生皮肤间充质干细胞生长速度最快，相对的人类脂肪间充质干细胞生长速度最慢，这种差异虽不能反映不同来源的间充质干细胞的特点，却直接反映了供体年龄的差异。在分化方面，骨髓间充质干细胞容易分化为成骨细胞，而脂肪间充质干细胞则更易分化为成脂肪细胞，皮肤间充质干细胞比成骨细胞更易分化成脂肪细胞。4种来源的间充质干细胞在分子表型方面的差异也使得其不能用于定义培养细胞的性质,而基于以上结论使得用其他来源的间充质干细胞来替代骨髓间充质干细胞的方法变得不太可行。

 

用脑源性神经营养因子对骨髓间充质干细胞进行转染，使其向神经细胞分化。正常情况下，骨髓间充质干细胞分泌的脑源性神经营养因子水平较低，很少分化为神经细胞，但随着脑源性神经营养因子转染时间的延长，转染的骨髓间充质干细胞增殖能力明显增强，脑源性神经营养因子的分泌也随之增多，同时，转染后的骨髓间充质干细胞分化成神经样细胞的比例也显著高于原代骨髓间充质干细胞，且分化的骨骼间充质干细胞具有神经元细胞的形态特征，表达神经细胞特异性标志物巢蛋白，神经元特异性烯醇化酶和神经胶质纤维酸性蛋白。用肝细胞生长因子和成纤维细胞生长因子-4诱导骨髓间充质干细胞，使其成功分化为肝细胞样细胞，这为今后体外移植干细胞提供了可能。

 

骨髓间充质干细胞由于其多向分化的潜能，在许多临床领域都有广泛应用。

 

利用人类冻干的骨髓间充质干细胞旁分泌因子和脱细胞后的松质骨的三维骨支架组成了新型的具有生物活性的骨移植物，并用于下颌骨肿瘤切除术患者术后的移植治疗，随访中并未发现有严重并发症，进而说明了这种新型骨移植物可用于肿瘤切除术后有大面积缺损的下颌骨的移植治疗。

 

利用患者自体骨髓间充质干细胞植入联合髓芯减压支撑术治疗股骨头坏死，通过对治疗组和对照组为期24个月的观察访问发现，该法可加速股骨头内的修复，同时还可以明显降低股骨头坏死指数和塌陷的风险，有效延缓或避免了股骨头的塌陷。而自体骨髓间充质干细胞的成骨诱导又可以诱导坏死股骨头新骨的形成，所有患者术后3个月均能下床活动。同时对于早中期酒精性和激素性股骨头坏死的治疗也取得了显著临床效果，未发现严重并发症和不良反应，术后患者的AS疼痛评分、髋关节Harris评分、疗效评价和坏死指数均明显优于术前。

 

运用磁共振成像技术把SB623细胞植入到脑卒中患者体内，SB623细胞是一种经过修饰的骨髓间充质干细胞，是由将含有人类Notch-1通路的质粒通过瞬时转染而产生的细胞，是一种治疗由脑卒中导致的慢性运动障碍的细胞疗法。在对其进行为期24个月的访问后发现SB623细胞治疗脑卒中的方法安全可行。期间虽有惊厥、短暂性脑缺血、败血症等严重并发症，但其发生与细胞治疗并无关系，在治疗后1年左右发现临床预后也有所改善。

 

骨髓间充质干细胞能分化为胰岛素样细胞，从而改善胰岛功能。他们将高压氧疗法与骨髓间充质干细胞移植相结合，在对糖尿病患者进行为期1年的随访后发现这些患者的机体代谢得到了很好控制，胰岛功能也得到进一步改善，同时还降低了对胰岛素的需求。

 

急性心肌梗死患者移植骨髓间充质干细胞后可明显改善其心功能，将69例进行了经皮冠状动脉介入治疗的患者随机分为实验组和对照组，在PCI术后3周分别给予冠脉内自体骨髓间充质干细胞注射和生理盐水注射，并在随后的第3、6个月时用超声和PET对患者进行心功能评价，发现与对照组相比，实验组患者梗死区域的运动速率和左室射血分数均有显著提高，且在6个月的随访中未发现死亡或严重并发症的情况。

 

在对全世界10例3.5岁到16岁进行了骨髓间充质干细胞移植的肝衰竭患儿的资料进行分析后发现，骨髓间充质干细胞的移植对其肝衰竭的病情有很大帮助，其中有2名患儿完全恢复，4名患儿在神经方面有可检测到的改善，8名患儿氨水平和胆红素水平在骨髓间充质干细胞移植48h后有所降低,同时未发现与手术有关的并发症。

 

对527例乙肝肝衰竭患者进行筛选后，选择53例进行骨髓间充质干细胞移植，并记为实验组，另选同期105例患者作为对照组，移植后2-3周，实验组患者肝功能改善明显优于对照组，其中白蛋白，总胆红素、凝血酶原时间及终末期肝病评分均明显高于对照组，然而，丙氨酸氨基转移酶水平没有明显改变，且这些方面的改善在移植36周后便没有继续维持下去。在192周的随访中没有发现严重副作用和并发症(如出血、血肿、感染等)，也没有观察到肝细胞癌发病率的升高,这说明自体骨髓间充质干细胞移植对于乙型肝炎引起的肝功能衰竭患者是安全的,其短期疗效良好（术后第1-36周），在肝衰竭的治疗中起重要作用，同时能改善疾病状况。而对于肝硬化患者来言，自体骨髓间充质干细胞移植也可能对HCC的发生和死亡率发挥更好的保护作用，虽然不能显著改善这些患者的远期预后。

 

通过将骨髓间充质干细胞经由门静脉或外周静脉输注入不同病因所致的8名肝衰竭患者后，观察到所有患者对骨髓间充质干细胞均有很好的耐受性，MELD评分显著降低，凝血酶原时间也有所减少，同时血肌酐、TBIL、ALB等肝功能指标也有明显好转。

 

将84名肝功能失代偿期患者随机分为实验组和对照组，实验组采用常规治疗加肝左右动脉骨髓间充质干细胞移植治疗，对照组采用常规对症治疗的同时加用恩替卡韦、扶正化瘀胶囊，随后2年的访问中发现，实验组在肝纤维化、肝功能和MELD评分三方面均优于对照组，且实验组治疗后24周MELD评分低于治疗后12周,1年生存率也高于对照组。自体骨髓间充质干细胞移植能显著改善肝衰竭患者肝纤维化状态和肝功能，降低患者MELD评分，提高患者1年生存率，同时无相关不良反应的发生。

 

静脉注射的骨髓间充质干细胞在受损的肝脏中种植，使肝脏炎症反应减轻，淋巴细胞增殖减少，显著减少肝脏和整个机体内激活的NKT细胞的数量，提示骨髓间充质干细胞介导的淋巴细胞抑制是系统性的，而不是仅仅局限于肝脏。同时还显著降低了血清和肝脏中主要促炎因子的水平,而对IL-4、IL-10的表达没有影响。异体骨髓间充质干细胞移植对肝衰竭的治疗安全有效。将110名患者随机分为对照组和实验组，分别给予单独内科治疗和内科治疗加骨髓间充质干细胞输注双重治疗，在为期24个月的随访中发现,实验组生存率明显高于对照组，TBIL及MELD评分也有显著改善，严重感染及多器官功能衰竭病死率也较对照组低,但实验组在接受治疗5-24周时发热发生率较对照组高，考虑可能与异体骨髓间充质干细胞输注有关。随访中未发现肿瘤的发生。

 

随着对骨髓间充质干细胞研究的深入，其已在医学领域乃至整个生命科学领域有了广阔的应用前景，但其中仍存在许多问题有待解决：

 

（1）骨髓间充质干细胞的提取方法众多，但没有统一标准来获得纯度高、分化潜能较好、增殖速度快的干细胞；

 

（2）干细胞的鉴定仍没有统一标准，目前只能从细胞形态、表面抗原表型和功能特性来综合鉴定；

 

（3）对于干细胞疗法的动物实验和临床实验很多，但具体输注方法、治疗时机、输注细胞数量等仍存在争议；

 

（4）细胞移植后怎样进行示踪也困扰着临床医生，目前只能通过机体功能检测来评价疗效；

 

（5）移植后干细胞是如何发挥其作用机制的问题也不十分明确。

 

干细胞对于肝衰竭的治疗虽然存在多个问题尚未明了，但相信随着对干细胞更加深入的研究，这些问题都能逐一解决，并为其他疾病的治疗提供更多帮助。