引言

曾经，关于间充质干细胞与间充质基质细胞的身份认定问题争论不休，“谁才是真正的MSC？”这不仅仅是命名上的区别，更是潜能上的差异，关乎于万万例临床试验能否成功。

MSCs已成为细胞治疗研究和临床应用的主流，但其身份和作用机制与干细胞一直以来都是混淆不清的。

尽管MSCs和干细胞是两种可区分的细胞类型，但目前常用的鉴定标记无法将它们区分开来。国际细胞治疗学会（ISCT）在2006年首次提出了MSCs的最低鉴定标准，并在2019年进行了更新。然而，这些标准仍然无法区分MSCs和干细胞。

因此，明确区分MSCs和干细胞的鉴定标准成为了一个亟待解决的问题。

2025年2月8日，一篇名为《通过单细胞转录组学分析揭示间充质干细胞与干细胞的区别》的研究论文，为长久以来关于间充质干细胞（MSCs）的性质争议画上了句号，明确区分了MSCs是属于基质细胞还是干细胞，并为MSCs的鉴定提供了明确的标准。

本研究通过单细胞转录组学分析来解决这一问题，研究单位为四川大学华西医院再生医学研究中心以及天士力集团天士力干细胞生物实验室。

天士力？正是由它开发了全球首款异体脂肪间充质基质细胞（AD-MSCs）治疗急性缺血性脑卒中的药物（NR-20201），并于2024年10月26日获得美国食品药品监督管理局（FDA）临床试验批准。

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研究方法

在进行这项研究之前，我们得到了伦理委员会的批准，然后从42位志愿者那里收集了脂肪组织样本。这些脂肪组织是通过腹部抽脂手术获得的。

简单来说，脂肪组织就像是身体里的一种“填充物”，我们从腹部提取出来后，经过清洗、分解、离心（一种分离细胞的方法）和过滤等一系列处理，把里面的细胞分离出来。这些细胞被放入培养瓶中，用一种叫MEM Alpha培养基的“营养液”来培养。

当细胞生长到差不多覆盖了瓶子表面的50%-70%时，我们就会把它们分到新的培养瓶中继续培养，这次实验用的是经过5次这样“搬家”过程的细胞。

接下来，我们用一种叫BD Rhapsody的高科技平台来分析这些细胞。这个平台可以把细胞随机分配到一个个微小的孔里，然后让它们和一种带有特殊标记（寡核苷酸条形码）的珠子配对。经过细胞破裂、RNA（一种遗传物质）结合、cDNA（一种DNA的“副本”）合成和PCR扩增（一种让DNA数量增加的技术）的步骤，最后在Illumina NextSeq平台上进行测序，也就是读取细胞的基因信息。

为了更全面地了解这些细胞，我们还整合了来自多个公共数据库的单细胞转录组数据。

这些数据包括胚胎干细胞（ESCs，一种可以发育成任何类型细胞的干细胞）、诱导多能干细胞（iPSCs，通过人工诱导而成的干细胞）、造血干细胞（HSCs，可以发育成血液细胞的干细胞）、神经干细胞（NSCs，可以发育成神经细胞的干细胞），以及不同来源的间充质干细胞（MSCs，一种多功能干细胞，包括脂肪来源的AD-MSCs、脐带来源的UC-MSCs、胎盘来源的PM-MSCs和骨髓来源的BM-MSCs）。

我们用Seurat软件包对这些数据进行处理，包括质量控制（检查数据的准确性）、数据标准化（让不同来源的数据可以比较）、降维分析（简化复杂的数据）和聚类分析（把相似的细胞分到一组）。然后，我们用Monocle软件包进行伪时间轨迹分析，这是一种帮助我们了解细胞发育过程的方法。

我们还通过Reactome通路富集分析来研究不同细胞类型中基因表达的差异及其功能意义。

简单来说，就是看看哪些基因在不同细胞里表现不同，以及这些差异意味着什么。此外，我们利用人类蛋白质图谱（HPA）数据库来分析不同来源MSCs的分泌组特性，也就是它们分泌的蛋白质种类和数量。

最后，我们用流式细胞术（一种可以检测细胞表面或内部特定蛋白质的技术）来验证脂肪来源的MSCs中FBLN5蛋白的表达情况。

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实验结果

研究发现，MSCs与干细胞在基因表达谱上存在显著差异，尤其是在自我更新和分化相关基因的表达上。具体而言，研究识别出8个关键基因（包括SOX2、NANOG、POU5F1等），这些基因在胚胎干细胞（ESCs）、诱导多能干细胞（iPSCs）和成体干细胞（如HSCs和NSCs）中广泛表达，但在MSCs中几乎不表达（表达率低于1%）。

这些基因的缺失可作为MSCs的“负标志物”，可用于区分MSCs和干细胞。

与此同时，研究还发现MSCs表达一系列独特的功能基因，如TMEM119、FBLN5、KCNK2、CLDN11和DKK1，这些基因在所有MSCs中表达，但在干细胞中缺失。

这些功能基因可作为MSCs的“正标志物”，进一步辅助区分两种细胞类型。此外，通过流式细胞术验证，90.32%的脂肪来源MSCs（AD-MSCs）表达FBLN5蛋白，这与单细胞转录组学结果一致，进一步证实了这些标志物的有效性。

研究进一步分析了不同组织来源的MSCs（包括脂肪、脐带、胎盘和骨髓）的基因表达差异。结果显示，不同来源的MSCs在功能基因表达上亦存在显著异质性。

其中，AD-MSCs表现出更一致且更广泛的基因表达谱，尤其在血管生成、免疫调节和细胞外基质重塑相关基因的表达上更为活跃。

相比之下，骨髓来源的MSCs（BM-MSCs）和胎盘来源的MSCs（PM-MSCs）表达强度较低，而脐带来源的MSCs（UC-MSCs）几乎不表达这些基因。

此外，伪时间轨迹分析表明，所有MSCs与ESCs之间存在明显的发育分界，而AD-MSCs与ESCs的发育距离更远，提示其分化程度更高，可能具有更低的致瘤风险。

最后，研究将这些标志物应用于分析混合细胞样本，以验证其区分能力。在羊水样本中，干细胞的比例为13.66%（范围10.45%–21.82%），而MSCs的比例仅为1.52%（范围0.06%–4.49%）。

羊水细胞中干细胞标志基因的表达水平较高，而MSC功能基因的表达水平较低，这进一步证明了所开发标志物的有效性和实用性。

End

写在文末

这项研究意义深远。其意味着细胞治疗领域正步入一个更加精准、可控且规范化的全新发展阶段。