间充质干细胞（MSCs）作为一类起源于中胚层的多能干细胞，因其卓越的组织修复能力而成为再生医学的焦点。其修复潜力源于两方面：一是跨胚层分化为特定组织细胞的独特能力，二是精准调控组织微环境的核心作用。它们不仅是直接的细胞“替代者”，更是组织修复的“调节者”，通过分泌丰富的生物活性因子，精准改善受损部位的炎症状态，为再生创造有利条件。

该综述指出，间充质干细胞在修复多种疾病相关的组织损伤方面展现出巨大的治疗潜力。目前，多项临床试验正在进行中，预计不久的将来会获得更多结果。值得关注的是，MSCs的安全性已基本得到证实，迄今为止尚未报告任何严重不良反应。

一、间充质干细胞在修复器官损伤中的潜力

器官损伤的启动与炎症应答

重要器官受损的修复始于一个基本的病理过程，其初始事件是细胞损伤，表现为细胞肿胀、膜破裂和线粒体功能障碍，进而引发坏死、凋亡等多种细胞死亡形式。

组织修复的启动与潜在风险

炎症消退后，组织便进入修复阶段。此阶段涉及细胞再生、增殖加速以及干细胞的激活与分化。与此同时，成纤维细胞会增殖并产生胶原蛋白，但胶原的过度沉积也埋下了纤维化与瘢痕形成的风险。血管生成在此过程中至关重要，特别是在缺血情况下，内皮细胞的迁移和增殖在血管内皮生长因子等关键因子的驱动下，致力于建立新的血管网络以支持修复。

间充质干细胞的多机制修复与临床转化

间充质干细胞修复器官的潜力不仅在于直接分化替代，更在于其能释放丰富的生长因子、抗炎细胞因子和抗氧化物质，从而多途径促进组织修复与再生。其中，MSCs及其衍生的外泌体的具体作用机制已成为重要研究领域。

本文旨在系统综述间充质干细胞在修复五大重要器官中的作用，并总结相关临床试验成果，同时探讨该领域面临的挑战与未来方向。

二、间充质干细胞的特性

间充质干细胞（MSCs）来源于多种组织，其中骨髓、脂肪组织、脐带血、外周血、牙髓和月经血等是研究热点。

根据2006年制定的标准，MSCs需在标准培养条件下贴壁生长，表达特定的表面抗原，包括CD105、CD73和CD90，且不表达造血标志物，如CD45、CD34、CD14、CD11b、CD79a和CD19，以及II类HLA分子。此外，MSCs还应具有分化为成骨细胞、脂肪细胞和软骨细胞的能力。

01、间充质干细胞分化的调控

间充质干细胞（MSCs）的第一大特性是其多向分化潜能。MSCs能够分化为多种细胞谱系，包括骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、肌肉细胞、心肌细胞、平滑肌细胞和内皮细胞，从而有效修复组织缺损（图1）。

这一分化过程主要受特定转录因子调控，例如Runx2促进成骨分化，PPARγ调控脂肪生成，Sox9主导软骨生成，而PAX3和Pax7则参与成肌分化。这些调控机制使MSCs在组织损伤修复中发挥关键作用。

图1：间充质干细胞分化中的转录因子调控。间充质干细胞具有多种分化能力，可分化为多种细胞类型，包括骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、骨骼肌细胞、心肌细胞、平滑肌细胞和内皮细胞。参与这些分化过程的关键转录因子包括Runx2、Sox9、PPARγ、Pax3、GATA4、S1P和MRTF，它们各自在谱系定向调控中发挥着不同的作用。

02、间充质干细胞的免疫调节

间充质干细胞的第二大特性是其显著的免疫调节功能。MSCs通过细胞间相互作用和释放多种生物活性分子（如外泌体和细胞因子）来调节免疫反应（图2）。

例如，它们能促进巨噬细胞从促炎性M1亚型向抗炎性M2亚型转变，抑制树突状细胞的成熟和迁移，并调节T细胞群，如促进调节性T细胞（Tregs）的增殖和减少Th17细胞。这些作用有助于降低促炎因子（如IL-6和IL-17）的水平，同时增加抗炎因子（如IL-10和TGF-β），从而在炎症环境中促进免疫平衡和炎症消退。

图2：间充质干细胞（MSCs）具有免疫调节功能。MSCs可通过分泌细胞因子和外泌体诱导巨噬细胞由M1表型向M2表型极化。MSCs可抑制树突状细胞（DCs）的成熟，促进T细胞向调节性T细胞（Tregs）分化，同时抑制其向Th17细胞分化。此外，MSCs可减少促炎因子的分泌，并减弱炎症介质的增加，从而抑制整体炎症反应。此外，MSCs还可通过线粒体转移影响免疫细胞。

03、间充质干细胞线粒体转移

间充质干细胞的第三大特性是其线粒体转移能力。MSCs能够通过转移线粒体来调节免疫反应和促进组织修复，例如将线粒体转移至CD4+T细胞可增强抑制性细胞（如CD25+FoxP3+细胞）的表达，改善移植物抗宿主病模型的存活率。

同时，线粒体转移至巨噬细胞能提高其吞噬能力。研究表明，MSCs来源的线粒体或外泌体在心肌梗死等损伤模型中能促进血管生成、抑制细胞凋亡，并加速组织重塑，这凸显了其在治疗损伤修复疾病中的潜力。

三、间充质干细胞在损伤修复中的作用机制及研究进展

由于间充质干细胞（MSCs）在损伤修复中发挥着重要作用，人们对其治疗相关疾病的潜力产生了浓厚的兴趣。目前，大量的科学研究正在探索MSCs在各种器官损伤中发挥作用的具体机制。与此同时，许多临床试验也在进行，以评估MSCs促进损伤修复的有效性。

本文回顾了近五年来的相关文献，系统地阐述了MSCs在5大器官损伤中的作用机制，并阐述相关临床案例。我们期望这些研究和实验能够显著推动MSCs疗法在器官损伤相关疾病治疗中的应用。

01、肝损伤修复

间充质干细胞（MSCs）因其在肝损伤治疗中的潜在应用而日益受到关注。它们通过直接分化为肝细胞、调节炎症反应和免疫功能，在肝脏再生中发挥作用。此外，它们还能抑制肝星状细胞的活化，从而减少胶原蛋白的积累并减轻肝纤维化。MSCs还有助于防止肝细胞的退化和坏死，从而维持细胞的健康和平衡。

2025年1月6号，中国台湾台北三军总医院国防医学院内科部胃肠科在《Stem Cell Research&Therapy》上发表了一项“间充质干细胞疗法有望成为肝脏疾病治疗的突破性疗法：当前临床试验综述”的文章。

间充质干细胞疗法有望成为肝脏疾病治疗的突破性疗法：当前临床试验综述

文章结果表明：源自骨髓和脐带的MSC在逆转肝损伤、改善肝功能方面展现出显著的潜力，并为对传统疗法无反应的患者带来了希望。通过肝静脉、门静脉或外周静脉给药，MSC可显著改善肝脏组织学，减少纤维化，并恢复肝脏功能。此外，MSC衍生的物质，例如细胞外囊泡和外泌体，正逐渐成为治疗肝衰竭和减轻移植后并发症的前沿工具。

02、心脏损伤修复

在急性心肌梗死、心力衰竭和缺血性心脏病等常见心脏损伤中，间充质干细胞（MSCs）通过抗炎过程减少受损心肌中促炎免疫细胞的浸润，从而发挥治疗作用。此外，它们还通过抗纤维化作用调节瘢痕形成和心肌修复，并通过促进血管生成和抑制细胞凋亡的机制促进心脏再生。

2025年10月1号，《nature》子刊“experimental&molecular medicine”发表了一项“心脏修复与再生：细胞疗法、体内重编程以及细胞外囊泡的前景”的研究综述。

心脏修复与再生：细胞疗法、体内重编程以及细胞外囊泡的前景

03、肺损伤修复

肺损伤常见于急性感染引起的肺部炎症和循环系统长期损伤导致的肺纤维化等情况。间充质干细胞（MSCs）能够通过细胞间的直接相互作用和旁分泌信号调节不同的免疫反应，从而发挥抗炎作用并影响肺纤维化的进展。此外，MSCs还能促进新血管的形成、支持细胞功能并减少细胞死亡，最终有助于维持呼吸功能和辅助组织修复。

2025年9月5日，浙江中医药大学附属第一医院（浙江省中医院）老年医学科在《nature》子刊“cell death discovery”上发表了一项间充质干细胞治疗肺部疾病：聚焦免疫调节作用的研究综述。

间充质干细胞治疗肺部疾病：聚焦免疫调节作用

04、肾损伤

间充质干细胞（MSCs）具有显著的免疫调节和组织再生能力，使其成为肾脏疾病治疗的理想候选细胞。这些细胞通过释放多种抗炎物质来影响免疫反应，从而改善肾脏组织的免疫环境。此外，MSCs还能够激活或抑制特定的信号通路，这些通路有助于减少肾脏组织中的胶原蛋白沉积，减轻肾纤维化，通过血管生成促进肾脏血液循环，并支持肾实质细胞的生长和存活。

2025年3月3日，中国陕西省西安市空军军医大学西京医院肾内科在期刊杂志《BMC肾脏病学》上发表了一项间充质干细胞疗法在慢性肾脏病中的免疫调节作用：文献综述。

间充质干细胞疗法在慢性肾脏病中的免疫调节作用：文献综述

综述结果表明：间充质干细胞（MSC）输注治疗慢性肾脏病（CKD）已证实具有良好的安全性和耐受性，既往试验也支持该细胞疗法对CKD患者的可行性。狼疮性肾炎（LN）患者更容易获得缓解，肾功能也得到改善，包括尿蛋白、血清肌酐（SCr）和尿素氮（BUN）水平的降低，这与临床前研究结果一致。

MSC治疗还显示出改善糖尿病肾病（DN）患者肾小球滤过率（GFR）的能力。在肾脏疾病患者中，MSC疗法可通过促进调节性T细胞（Treg）的增殖和抑制适应性免疫来抑制过度活跃的免疫反应。

05、神经系统损伤

间充质干细胞（MSCs）通过多种机制在促进神经功能重建方面展现出巨大的潜力。这些机制包括促进神经分化、减少神经炎症因子的浸润、通过血管生成改善微环境以及通过降低细胞凋亡水平来减少损伤。重要的是，MSCs释放的外泌体能够穿过血脑屏障，从而实现无需免疫抑制即可安全递送。

• 神经修复新纪元：干细胞的多靶点机制与六大神经系统疾病的临床转化进展

2024年11月22日，期刊杂志《Journal of Translational Medicine》发表了一篇“间充质干细胞疗法治疗创伤性神经损伤”的研究综述。

间充质干细胞疗法治疗创伤性神经损伤

综述表明：间充质干细胞（MSC）疗法在改善创伤性神经损伤患者的预后方面具有令人振奋的潜力。尽管我们对MSC在神经损伤微环境中的功能特性尚未完全了解，但研究人员已付出巨大的努力来挖掘MSC疗法的潜力。

间充质干细胞的机制概述

间充质干细胞（MSCs）在多种组织和器官的再生与修复方面展现出巨大的潜力。其治疗作用主要源于旁分泌机制，该机制涉及分泌一系列细胞因子和细胞外囊泡（EVs），这些因子和囊泡发挥多种生物学效应，包括抑制纤维化、减轻炎症、减少细胞凋亡和促进血管生成（见图3）。值得注意的是，MSCs能够产生大量富含小RNA的外泌体，这些外泌体对于损伤后的组织修复至关重要。

图3：间充质干细胞（MSCs）在重要器官的组织损伤修复中发挥着至关重要的作用。它们分泌外泌体及其相关活性因子，在病理条件下特异性地靶向主要器官。这些分泌物具有多种有益作用，包括抗炎、抗纤维化和抗凋亡作用。此外，它们还有助于维持细胞活力、促进细胞增殖和增强血管生成。

深入了解MSCs的旁分泌作用机制，有助于通过基因改造或药物预处理增强MSCs的分泌能力，从而提高其治疗效果，进而改进细胞治疗方法。全面理解MSCs在各种组织损伤中的作用机制，有助于推动其从研究阶段走向临床应用，为包括神经退行性疾病和心血管疾病在内的多种疑难杂症提供创新性的治疗选择。

四、未来间充质干细胞全面应用到临床中应该着重考虑的因素有哪些？

间充质干细胞（MSCs）已被证实对重要器官的损伤修复具有有益作用，并表现出免疫耐受性，这使其在临床应用中具有显著优势。然而，在临床实践中应用MSCs时，必须考虑几个重要因素，包括其来源、剂量、给药方法、安全性和治疗效果。

01、临床试验中间充质干细胞的来源

目前，临床应用的间充质干细胞（MSCs）主要来源于同种异体或自体移植。与动物研究（其中MSCs会接受各种处理、诱导和修饰以提高其治疗潜力）不同，大多数临床试验并不涉及对MSCs的修饰。仅有少数临床试验采用了MSCs的缺氧预处理。

例如，在一项针对心肌梗死的I期临床试验（NCT04056819）中，受试者接受了缺氧预处理的骨髓来源干细胞（BMSCs）。此外，另一项针对放射性肺损伤的临床试验（NCT06021067）则采用了输注非活性MSCs。

由于对安全性的担忧，关于基因修饰MSCs临床应用的研究仍然匮乏。虽然人们认为基因改造可以提高MSC在治疗各种疾病方面的疗效，但安全性必须始终是首要考虑因素，必须仔细考虑以确保对人体的任何影响都是有益的且可控的。

02、间充质干细胞的给药方式

首先，动静脉输注是治疗全身性疾病和重大器官损伤的主要给药方式。这种方法通过将间充质干细胞经静脉或动脉注入循环系统，使其分布到全身或多个器官，适用于如银屑病、心肌梗死、肝硬化、急性肾损伤以及COVID-19肺炎和放射性肺损伤等疾病。例如，在心肌梗死的治疗中同时采用了动脉和静脉输注，而对心脏术后急性肾损伤则采用了肾主动脉灌注，这体现了该方式在系统性疾病治疗中的核心地位。

其次，针对局部损伤，通常采用精准的局部注射疗法。这种方法是直接将间充质干细胞注射到病变部位，以实现靶向治疗。例如，通过关节内注射治疗骨关节炎，通过鞘内注射或负载在支架上移植治疗脊髓损伤，以及通过心肌内注射治疗心脏损伤。

• 此外，局部注射也广泛应用于其他特定部位，如将细胞注射到肾实质治疗糖尿病肾病，或借助胶原支架移植到子宫腔内治疗宫腔粘连，充分展示了其在局部组织修复中的灵活性和针对性。

最后，基于间充质干细胞分泌的外泌体作为一种新兴的无细胞治疗策略，提供了更便捷、安全的给药选择。外泌体作为间充质干细胞的有效活性介质，能够通过非侵入性或微创方式递送。临床实践中，外泌体可通过气溶胶吸入给药治疗重症COVID-19，或制成乳膏局部外用，这大大简化了给药流程，降低了传统细胞移植可能带来的风险，代表了未来药物递送的重要发展方向。

03、间充质干细胞的剂量

静脉输注间充质干细胞（MSCs）时，典型剂量范围为每公斤体重5×10⁵至1×10⁶个MSCs（NCT03265613、NCT04194671、NCT04713878）。在治疗慢性疾病时，通常需要多次输注，每次间隔较长；而在治疗急性疾病时，则需要缩短输注间隔。

局部注射的剂量差异很大，范围为每公斤体重1×10⁶至1×10⁸个MSCs（NCT05984628、NCT02481440）。

对于使用气雾剂吸入MSC-外泌体治疗重症COVID-19，推荐剂量为每日一次吸入2.0×10^8个纳米囊泡；而外泌体乳膏每克含有100μgMSC外泌体，每日涂抹三次。目前，针对不同疾病，尚无明确的MSC输注临床剂量指南。

04、间充质干细胞（MSCs）的治疗效果和安全性

一、在多种疾病中展现出显著的治疗效果：临床试验表明，间充质干细胞对不同组织的损伤修复均有积极效果。

二、具有良好的安全性和耐受性：多项研究均报告了间充质干细胞治疗的良好安全性。在成骨不全症的试验中，患者即使接受多次重复输注，其免疫球蛋白水平、抗体及免疫细胞亚群均未出现异常改变，耐受性良好。针对膝关节炎的高剂量治疗也未报告任何不良事件。

特别值得注意的是，即使是采用雾化吸入这种新兴给药方式的外泌体治疗，所有新冠患者均耐受良好，未出现不良事件或临床不稳定的迹象，这进一步支持了其安全性。

三、治疗潜力巨大且安全性基本得到证实：综合现有数据，间充质干细胞在修复多类组织损伤方面展现出巨大的临床应用潜力。其治疗效果在不同疾病和不同剂量下得到验证，尤其是高剂量治疗往往效果更优。

目前，大量临床试验仍在进行中，有望提供更多证据。总而言之，基于现有临床结果，间充质干细胞治疗的安全性已得到基本证实，迄今为止尚未报告与之相关的严重不良反应。

五、结论与展望

综上所述，间充质干细胞（MSCs）通过其多向分化潜能、免疫调节、旁分泌效应及线粒体转移等多重机制，在多种重要器官损伤修复中展现出核心治疗价值。其低免疫原性的特点，进一步为其异体应用的临床转化提供了显著优势。

当前，大量临床试验已初步验证了MSCs及其活性成分（如外泌体）在组织再生与修复中的安全性与有效性，标志着细胞治疗正从理论走向实践。尤其值得注意的是，基于外泌体或工程化MSCs的靶向递送策略，正为再生医学的精准治疗开启新的篇章。

然而，实现其全面临床应用仍面临三大核心挑战：稳定的细胞/外泌体来源与质控体系、精准高效的体内靶向递送技术、以及体内存活率与功能持久性的提升。这些问题的解决，有赖于在细胞制备工艺、递送系统设计与生物材料等领域实现跨学科突破。

展望未来，随着对MSCs作用机制的深入解析和工程化技术的日益成熟，我们有理由相信，间充质干细胞疗法必将超越现有的修复范式，为攻克难治性组织损伤与退行性疾病提供革命性的治疗策略。