同是间充质干细胞，临床效果为什么不一样？关注干细胞的异质性
同是间充质干细胞，临床效果为什么不一样？关注干细胞的异质性
间充质干细胞（Mesenchymal stem cell，MSC）是一类自我更新的“原始”细胞，能够分化成为骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞以及其它细胞类型，其具有广泛的分化潜能（可修复损伤的组织）和有效的免疫调节活性，可应用于临床治疗多种疾病，包括自身免疫性疾病、退行性疾病、癌症以及COVID-19流行性疾病。
但由于缺乏对MSC异质性的深入认识，临床治疗有时难以达到预期效果。深入认识并揭示MSC异质性，并对其进行更具体准确的细胞亚群功能分析是提高患者对MSC治疗反应率的重要方向。
干细胞的亚群组成和异质性
南京鼓楼医院孙凌云教授团队曾在《Advanced Science》期刊上发表工作：绘制了人脐带间充质干细胞（hUC-MSC）的单细胞转录组全景图谱，为临床选择最优MSC亚群用于精准治疗疾病提供了参考。
研究者首先收集了6名新生儿（3男3女）P0代和P7代的UC-MSC进行了单细胞转录组测序，通过降维聚类将其分为3个亚群：C1、C2、C3；进一步分析P0代各亚群发现C1和C3亚群之间Top20的差异表达基因可清晰将两群区分开，C2亚群无显著高表达基因，故推测其是位于C1和C3亚群的过渡态（图1D）；且MSC标志物CD73、CD90和CD105在各亚群间表达无明显差异（图1E）。揭示了hUC-MSC的亚群组成和不同细胞亚群之间的异质性。
图1：单细胞测序揭示hUC-MSCs的亚群组成和异质性
为研究长期体外培养异质性的情况，研究者对P7代细胞同样进行了降维聚类分析，发现P7代也由三个亚群组成，且P7代细胞亚群的差异表达基因和P0代呈现相似趋势（图2），说明长期体外培养并未明显改变hUC-MSC的异质性。
图2：P0代和P7代各亚群比例和差异基因表达趋势一致
随后，研究者筛选发现，在C1亚群中特异性高表达的基因BAMBI和MFGE8，此亚群增殖速度更快，细胞直径也明显小于non-BAMBIhighMFGE8high亚群和未分选的UC-MSC。
研究者对C1亚群进行全转录组测序发现，与non-BAMBIhighMFGE8high亚群相比，C1亚群调控增殖、细胞应激和免疫炎症应答相关基因上调，且一些microRNA存在变异，如hsa-miR-134-5p、hsa-miR-4683可能通过靶向mRNAs和lncRNAs参与调控增殖、脂质代谢和炎症应答。进一步评估发现，C1亚群成脂分化能力有限；C1亚群因不能调控B细胞功能，对狼疮模型小鼠无明显救治效果，表明BAMBIhighMFGE8high亚群可能是救治狼疮的功能缺陷亚群。
高质量临床级干细胞
特定功能性 MSC 亚群标记已成为研究热点。使用特定的 MSCs 亚群可以增强它们在特定条件下的特定能力，取得更好的治疗效果。
然而，在 MSC 体外培养和传代过程中，不同 MSC 亚群之间的竞争和平衡可能会发生变化，从而导致某些亚群的比例下降甚至丢失，并最终导致临床研究中细胞功能和治疗效果的改变。这也是各项临床研究效果有差异的原因之一。
因此，在体外培养中获得高质量MSC产品的过程中，评估 MSC 亚群的细胞质量以确保安全高效的临床治疗至关重要。同时，在保证细胞质量的前提下，研究和探索一个明确的 MSC 亚群的功能优势，可以在很大程度上保证细胞功能的稳定性和可靠性。
深圳市茵冠生物科技有限公司是华南地区技术领先的细胞生物制药研发机构，聚焦于细胞创新药物、外泌体新药及联合创新疗法研究开发与转化应用，被评为国家高新技术企业、深圳市“专精特新”企业、光明区首批认定的合成生物企业。公司以临床价值为导向（Clinical value），创新（innovation）开发高确定性（certainty）的新型生物医药产品，打造干细胞平台、外泌体平台和“基因工程+”三大技术平台。
其中，干细胞平台研究团队通过探索和优化样本筛选、培养体系、微环境、制剂等关键环节，有针对性的提升干细胞的相应功能，同时建立完善的筛选平台，综合评估获得的MSC的质量和功能，包括体外细胞活力、抗凋亡能力、增殖能力、旁分泌功能、归巢能力、免疫调节功能、促血管生成能力、神经保护能力等等，以获取高质量临床级MSC。
公司专利技术生产制备的“脐带间充质干细胞制品”经中国食品药品检定研究院（国家检验药品生物制品质量的法定机构和最高技术仲裁机构）检测，多批次细胞均获得检查合格报告，证明在其在生产工艺均一性、稳定性和细胞质量安全性方面达到了临床应用级别，能够充分满足细胞替代治疗临床应用需求。在此基础上，公司遵循干细胞“双轨制”，积极开展细胞药品研发与临床试验（IND）申报，同时与三甲医院合作开展医院临床研究（IIT）。
药品临床试验（IND）方面，公司已申请4款细胞药品临床试验（IND）并获得受理，两款已获得国家药监局的临床试验批件，创新成绩位居华南第一。深圳市本土首款获批进入临床试验的治疗急性缺血性脑卒中的干细胞药物，由茵冠生物公司创新研发，目前正在首都医科大学北京天坛医院北京天坛医院、市二医院等多家中心共同实施Ⅰ&Ⅱa期临床试验，以期加速推进研究成果转化，造福更多患者。
医院临床研究（IIT）方面，公司联合60余家三甲医院共同推动干细胞临床研究的稳步发展及转化落地，协助医院获得进行干细胞临床研究的资质，共同开展干细胞课题研究，并为医院提供临床级细胞产品。例如，协助东南大学附属中大医院完成干细胞临床研究机构/项目“双备案”；作为细胞制剂供应方参与“十四五”重大课题专项解放军总医院“干细胞治疗慢加急性肝衰竭”项目等。
20世纪是药物治疗的时代，21世纪是细胞治疗的时代。随着科学技术的不断进步和医学的不断发展，茵冠生物探索的脚步也将永不停止。释放干细胞技术的潜能，为人类健康开创更加美好的未来。
参考资料
Chen H, Wen X, Liu S, et.al. Dissecting Heterogeneity Reveals a Unique BAMBIhighMFGE8high Subpopulation of Human UC-MSCs. Adv. Sci. 2023, 10, 2202510.doi: 10.1002/advs.202202510.