隨著醫(yī)療技術(shù)的提升，細胞治療在多種疑難雜癥方面展現(xiàn)出了巨大的臨床潛力。間充質(zhì)干細胞易于分離和保存，增殖速度快，同時具有低免疫原性及促進機體修復(fù)的特點，是細胞治療的細胞來源之一。

       間充質(zhì)干細胞療法的療效和安全性受到多種因素的影響，但最重要的一點就是它所表現(xiàn)出的“歸巢"特性，即能向著病變部位進行遷移，因此在很多疾病的治療中具有無限潛能。

    1983年，Gallation提出"歸巢（homing）"概念，原本指“淋巴細胞的歸巢“，即循環(huán)在血液中的淋巴細胞有遷移回派生它們的淋巴組織部位（例如淋巴結(jié)）的傾向。后來“歸巢"這一概念逐漸引申到干細胞。

        2009年，Krap等科學(xué)家建議將“間充質(zhì)干細胞歸巢"定義為：間充質(zhì)干細胞在目標組織的脈管系統(tǒng)里被捕獲，隨后跨越血管內(nèi)皮細胞遷移至目標組織的過程。

        2010年，Saito等正式提出間充質(zhì)干細胞具有歸巢能力，當機體組織受到某種刺激時，一些“休眠"的間充質(zhì)干細胞被“喚醒"，歸巢到損傷部位進行分化，替代損傷的細胞。

       2018年11月，中科院潘巍峻團隊在全球通過活體成像觀察到了干細胞歸巢的全過程，還找到了影響其歸巢的關(guān)鍵因素——先導(dǎo)細胞，在活體層面證明干細胞“歸巢"的客觀存在，該研究結(jié)果以封面形式發(fā)表在國際期刊《nature》上。

       干細胞的歸巢機制，簡而言之，是某些特定信號分子與間充質(zhì)干細胞膜上相應(yīng)受體結(jié)合，共同驅(qū)動其歸巢行為。

       微環(huán)境改變是間充質(zhì)干細胞歸巢的始動因素，不同的微環(huán)境會分泌不同的信號分子，吸引間充質(zhì)干細胞定向到達該組織。

       大量研究發(fā)現(xiàn)，干細胞的“巢"作為一種特殊的微環(huán)境，通過不同信號途徑調(diào)控著干細胞的行為；而間充質(zhì)干細胞表面廣泛表達不同趨化因子、生長因子等受體，這些受體與相應(yīng)配體結(jié)合，具有驅(qū)動間充質(zhì)干細胞歸巢的作用。

       當機體缺血、缺氧、損傷時，損傷部位的信號分子和間充質(zhì)干細胞表面受體相一致，機體內(nèi)或外源移植的干細胞順利歸巢至微環(huán)境。

先導(dǎo)細胞引導(dǎo)干細胞進入血管微環(huán)境

       因此，干細胞歸巢，最終歸巢至骨髓、至各個臟器、至炎癥及創(chuàng)傷部位，甚至歸巢至腫瘤部位。

       那么，如果身體有多處炎癥，干細胞又是如何分配歸巢的呢？

       間充質(zhì)干細胞能夠選擇性歸巢于多種組織的損傷部位。不同的“巢"分泌不同的信號分子，吸引干細胞定向到達該組織。

        就跟用藥一樣，用量不足就起不到應(yīng)用的效果，同樣，間充質(zhì)干細胞如果歸巢數(shù)量少，發(fā)揮作用就有限，因此增加體內(nèi)間充質(zhì)干細胞的活性及數(shù)量、提高干細胞歸巢的效率顯得相當迫切。

01.優(yōu)化間充質(zhì)干細胞的分離培養(yǎng)辦法

      從組織分離出的間充質(zhì)干細胞往往數(shù)量稀少，在移植間充質(zhì)干細胞之前通常需要在體外進行培養(yǎng)擴增以增加移植的干細胞數(shù)量。而反復(fù)傳代容易導(dǎo)致其干性丟失，使細胞的增殖和歸巢潛能有所減弱，影響其治療效果。

       因此，可通過優(yōu)化間充質(zhì)干細胞的分離培養(yǎng)方法進而提高間充質(zhì)干細胞歸巢的效率。例如，有研究發(fā)現(xiàn)，低氧條件下培養(yǎng)能夠減少培養(yǎng)時間充質(zhì)干細胞氧化損傷的累積。

間充質(zhì)干細胞培養(yǎng)方法

02.基因修飾間充質(zhì)干細胞

       基因修飾的干細胞具有干細胞治療和基因治療的雙重優(yōu)勢，轉(zhuǎn)染有利于歸巢的基因能有效提高間充質(zhì)干細胞歸巢效率。

        例如體外遷移實驗證實，采用慢病毒轉(zhuǎn)染將CXCR4導(dǎo)入間充質(zhì)干細胞后，向SDF-1的遷移能力顯著增加。

03.選擇合適的移植方式

       目前已有動脈介入、靜脈移植、局部注射移植以及水凝膠支架植入等細胞移植方式，依靠間充質(zhì)干細胞的歸巢特性可以快速到達損傷部位，參與損傷修復(fù)和更替。

      同時，不同移植途徑的間充質(zhì)干細胞在體內(nèi)生物分布有差異，且受“巢"（微環(huán)境）的影響可能以不同側(cè)重的機制發(fā)揮改善作用，從而產(chǎn)生不同的治療效果。

       近年來有大量臨床研究結(jié)果顯示, 細胞治療在癌癥、關(guān)節(jié)炎、中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變等領(lǐng)域均顯示了明顯的療效。各種跡象顯示, 基于免疫細胞、干細胞等的細胞藥物已經(jīng)成為未來藥物研發(fā)中具有發(fā)展前景的領(lǐng)域之一。

       通過細胞藥代動力學(xué)研究有可能了解細胞進入機體后的命運變化，準確預(yù)測不同細胞藥物在體內(nèi)分布、代謝、排泄規(guī)律，進而提高細胞產(chǎn)品的臨床療效，降低風(fēng)險。

       從目前的數(shù)據(jù)來看，干細胞等細胞藥物進入體內(nèi)之后，最初的時間分布在血液和淋巴循環(huán)豐富的組織器官，48小時內(nèi)會重新分布到其他組織。

       有了歸巢機制，無論身體哪里出現(xiàn)問題，間充質(zhì)干細胞都能夠順利抵達身體損傷部位發(fā)揮治療作用。相信隨著對干細胞歸巢機制研究的日趨深入，間充質(zhì)干細胞治療疾病的實際操作會更加科學(xué)準確。