华西医院和天士力联合研究发表：MSCs≠间充质干细胞，安全性再被证实

研究发现，目前广泛使用的来自不同组织的MSCs是间充质基质细胞。但是，这些细胞（MSCs）在许多情况下长期被误用作干细胞。尽管由于MSCs的性质，安全性问题被忽略，但由于其作用机制混乱，这些细胞的治疗效果一直是一大缺陷。干细胞的作用机制是通过其分化能力来替代受损的功能细胞，而基质细胞的作用机制是通过归巢和排泄功能来导致微环境的恢复。当然，这两种不同类型的细胞必须以不同的方式使用，因为它们在宿主体内发挥着不同的功能。

具体来看：

研究团队整合了数据集和本研究样本的所有scRNA-seq数据，通过UMAP分析发现，多能干细胞（PSCs）、成体干细胞（ASCs）和间充质基质细胞（MSCs）在聚类上呈现出明显的分群。进一步分析显示，PSCs中高表达的基因主要参与自我更新和增殖；ASCs中高表达的基因更多涉及分化和代谢过程；而MSCs中高表达的基因则主要与细胞代谢和相互作用有关，缺乏参与自我更新或分化的基因。

为了定义不同细胞类型间的发育状态及相互联系，研究团队基于自我更新/分化相关基因的表达进行了拟时间发育轨迹分析，结果显示不同细胞类型根据其发展阶段呈现出明显的聚类分布，轨迹分为早期、中期和晚期，分别对应于PSCs、ASCs和MSCs。位于晚期阶段的细胞定位表明，缺乏自我更新和分化相关基因是MSCs区别于干细胞的关键特征。

研究通过单细胞转录组分析技术，识别出8个参与自我更新和分化的关键基因，包括维持自我更新能力的核心基因SOX2、NANOG和POU5F1，在自我更新中起重要信号作用的SFRP2，参与自我更新下游转录调控的DPPA4、SALL4和ZFP4，以及在外胚层分化中起关键驱动作用的MYCN等。

通过分析这些基因的表达情况，研究发现这些基因在干细胞中广泛表达，但在四种不同组织来源的间充质基质细胞（MSCs），包括脂肪来源MSCs（AD-MSCs）、脐带来源MSCs（UC-MSCs）、胎盘来源MSCs（PM-MSCs）和骨髓来源MSCs（BM-MSCs）中几乎不表达。进一步分析显示，MSCs中表达这些基因的细胞比例极低，表明MSCs在自我更新和分化能力上与干细胞有显著区别。

前述单细胞转录组和轨迹分析显示，MSCs缺失自我更新和分化的8个关键基因，但有特有功能基因的高表达。对不同来源MSCs与干细胞的基因表达谱聚类分析发现，MSCs有5个关键功能基因（TMEM119、FBLN5、KCNK2、CLDN11和DKK1）在所有MSCs中表达，却不在干细胞中表达。同时，所有MSCs中有大量共同表达的基因，还有部分基因仅在特定类型MSCs中表达，尤其是在AD-MSCs，这表明不同MSCs间也有功能差异。

为验证这些基因标志物，研究团队用流式细胞术分析了在AD-MSCs样本中FBLN5蛋白的表达水平，结果显示90.32%的AD-MSCs表达FBLN5蛋白，与单细胞转录组分析结果一致。

研究团队对四种不同组织来源的MSCs进行聚类分析，发现其聚类不同，提示可能功能各异。单细胞转录组功能分析显示，不同来源MSCs功能基因表达有差异，如AD-MSCs高表达基因与 “化学信号接收” 等相关，UC-MSCs和PM-MSCs高表达基因富集于 “趋化因子感知” 等，BM-MSCs基因表达趋向与 “PDGF诱导的细胞运动” 等相关。为了进一步探讨不同来源MSCs之间的区别，研究团队对不同的MSCs相对于胚胎干细胞（ESCs）进行了细胞命运轨迹分析。结果发现，PM-MSCs和UC-MSCs位于同一命运簇，BM-MSCs与之接近但位于不同簇，AD-MSCs与ESC距离最远，且所有MSCs与ESCs有明显发育界限。

MSCs的治疗效果被认为与其分泌的生物活性因子密切相关。研究团队分析了分泌相关基因的表达差异，结果发现，不同组织来源MSCs共表达455种分泌因子，可与217种细胞膜受体相互作用，发挥共性功能，其表达在不同样本间存在差异，AD-MSCs在血管化等方面表达活跃，BM-MSCs适度活跃但不表达抗凋亡基因，PM-MSCs表达但强度低，AD-MSCs表达较弱且不表达ECM重塑基因。

研究团队尝试将上述建立的标准用于混合细胞样本分析，重点关注中间充质基质细胞（MSCs）和干细胞（n=11）的含量进行鉴定。分析结果显示，羊水样本中干细胞标记基因表达量高，而MSCs功能基因表达量低。进一步分析显示，羊水样本中干细胞占比 13.66%（范围 10.45% - 21.82%），MSCs 仅占1.52%（范围 0.06% - 4.49%）。