引言

曾經，關于間充質干細胞與間充質基質細胞的身份認定問題爭論不休，“誰才是真正的MSC？”這不僅僅是命名上的區別，更是潛能上的差異，關乎于萬萬例臨床試驗能否成功。

MSCs已成為細胞治療研究和臨床應用的主流，但其身份和作用機制與干細胞一直以來都是混淆不清的。

盡管MSCs和干細胞是兩種可區分的細胞類型，但目前常用的鑒定標記無法將它們區分開來。國際細胞治療學會（ISCT）在2006年首次提出了MSCs的最低鑒定標準，并在2019年進行了更新。然而，這些標準仍然無法區分MSCs和干細胞。

因此，明確區分MSCs和干細胞的鑒定標準成為了一個亟待解決的問題。

2025年2月8日，一篇名為《通過單細胞轉錄組學分析揭示間充質干細胞與干細胞的區別》的研究論文，為長久以來關于間充質干細胞（MSCs）的性質爭議畫上了句號，明確區分了MSCs是屬于基質細胞還是干細胞，并為MSCs的鑒定提供了明確的標準。

本研究通過單細胞轉錄組學分析來解決這一問題，研究單位為四川大學華西醫院再生醫學研究中心以及天士力集團天士力干細胞生物實驗室。

天士力？正是由它開發了全球首款異體脂肪間充質基質細胞（AD-MSCs）治療急性缺血性腦卒中的藥物（NR-20201），并于2024年10月26日獲得美國食品藥品監督管理局（FDA）臨床試驗批準。

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研究方法

在進行這項研究之前，我們得到了倫理委員會的批準，然后從42位志愿者那里收集了脂肪組織樣本。這些脂肪組織是通過腹部抽脂手術獲得的。

簡單來說，脂肪組織就像是身體里的一種“填充物”，我們從腹部提取出來后，經過清洗、分解、離心（一種分離細胞的方法）和過濾等一系列處理，把里面的細胞分離出來。這些細胞被放入培養瓶中，用一種叫MEM Alpha培養基的“營養液”來培養。

當細胞生長到差不多覆蓋了瓶子表面的50%-70%時，我們就會把它們分到新的培養瓶中繼續培養，這次實驗用的是經過5次這樣“搬家”過程的細胞。

接下來，我們用一種叫BD Rhapsody的高科技平臺來分析這些細胞。這個平臺可以把細胞隨機分配到一個個微小的孔里，然后讓它們和一種帶有特殊標記（寡核苷酸條形碼）的珠子配對。經過細胞破裂、RNA（一種遺傳物質）結合、cDNA（一種DNA的“副本”）合成和PCR擴增（一種讓DNA數量增加的技術）的步驟，最后在Illumina NextSeq平臺上進行測序，也就是讀取細胞的基因信息。

為了更全面地了解這些細胞，我們還整合了來自多個公共數據庫的單細胞轉錄組數據。

這些數據包括胚胎干細胞（ESCs，一種可以發育成任何類型細胞的干細胞）、誘導多能干細胞（iPSCs，通過人工誘導而成的干細胞）、造血干細胞（HSCs，可以發育成血液細胞的干細胞）、神經干細胞（NSCs，可以發育成神經細胞的干細胞），以及不同來源的間充質干細胞（MSCs，一種多功能干細胞，包括脂肪來源的AD-MSCs、臍帶來源的UC-MSCs、胎盤來源的PM-MSCs和骨髓來源的BM-MSCs）。

我們用Seurat軟件包對這些數據進行處理，包括質量控制（檢查數據的準確性）、數據標準化（讓不同來源的數據可以比較）、降維分析（簡化復雜的數據）和聚類分析（把相似的細胞分到一組）。然后，我們用Monocle軟件包進行偽時間軌跡分析，這是一種幫助我們了解細胞發育過程的方法。

我們還通過Reactome通路富集分析來研究不同細胞類型中基因表達的差異及其功能意義。

簡單來說，就是看看哪些基因在不同細胞里表現不同，以及這些差異意味著什么。此外，我們利用人類蛋白質圖譜（HPA）數據庫來分析不同來源MSCs的分泌組特性，也就是它們分泌的蛋白質種類和數量。

最后，我們用流式細胞術（一種可以檢測細胞表面或內部特定蛋白質的技術）來驗證脂肪來源的MSCs中FBLN5蛋白的表達情況。

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實驗結果

研究發現，MSCs與干細胞在基因表達譜上存在顯著差異，尤其是在自我更新和分化相關基因的表達上。具體而言，研究識別出8個關鍵基因（包括SOX2、NANOG、POU5F1等），這些基因在胚胎干細胞（ESCs）、誘導多能干細胞（iPSCs）和成體干細胞（如HSCs和NSCs）中廣泛表達，但在MSCs中幾乎不表達（表達率低于1%）。

這些基因的缺失可作為MSCs的“負標志物”，可用于區分MSCs和干細胞。

與此同時，研究還發現MSCs表達一系列獨特的功能基因，如TMEM119、FBLN5、KCNK2、CLDN11和DKK1，這些基因在所有MSCs中表達，但在干細胞中缺失。

這些功能基因可作為MSCs的“正標志物”，進一步輔助區分兩種細胞類型。此外，通過流式細胞術驗證，90.32%的脂肪來源MSCs（AD-MSCs）表達FBLN5蛋白，這與單細胞轉錄組學結果一致，進一步證實了這些標志物的有效性。

研究進一步分析了不同組織來源的MSCs（包括脂肪、臍帶、胎盤和骨髓）的基因表達差異。結果顯示，不同來源的MSCs在功能基因表達上亦存在顯著異質性。

其中，AD-MSCs表現出更一致且更廣泛的基因表達譜，尤其在血管生成、免疫調節和細胞外基質重塑相關基因的表達上更為活躍。

相比之下，骨髓來源的MSCs（BM-MSCs）和胎盤來源的MSCs（PM-MSCs）表達強度較低，而臍帶來源的MSCs（UC-MSCs）幾乎不表達這些基因。

此外，偽時間軌跡分析表明，所有MSCs與ESCs之間存在明顯的發育分界，而AD-MSCs與ESCs的發育距離更遠，提示其分化程度更高，可能具有更低的致瘤風險。

最后，研究將這些標志物應用于分析混合細胞樣本，以驗證其區分能力。在羊水樣本中，干細胞的比例為13.66%（范圍10.45%–21.82%），而MSCs的比例僅為1.52%（范圍0.06%–4.49%）。

羊水細胞中干細胞標志基因的表達水平較高，而MSC功能基因的表達水平較低，這進一步證明了所開發標志物的有效性和實用性。

End

寫在文末

這項研究意義深遠。其意味著細胞治療領域正步入一個更加精準、可控且規范化的全新發展階段。