原创 医学参考报 干就有未来
撰文│张歆易 夏荣木
编辑│毕紫娟
审校│汤红明
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来源于骨髓、脂肪及新生儿脐带和胎盘等的间充质干细胞（mesenchymal stem cells, MSC）具有强大的增殖能力和多能性，能够分化为脂肪细胞、骨细胞和软骨细胞等中胚层谱系，神经细胞等外胚层谱系，以及肝细胞等内胚层谱系。Friedenstein等人于1966年首次发现其多能性。现在，诸多临床研究将MSC单独或与其他药物联合用于多种疾病的治疗。虽然MSC在再生医学中具有重要潜力，但也存在着增殖能力有限及衰老等问题，这也阻碍了其在再生医学的应用，现有研究认为中药对干细胞的再生能力具有促进作用。此外，MSC来源外囊泡（MSC-EVs）被认为是干细胞疗法更安全且更通用的替代品，能够发挥与MSC相似的功能。
一、中药联合MSC的研究进展
面对各类组织损伤， 组织移植往往是最有效的治疗手段，由于同种移植供体资源短缺，异种移植面临免疫排斥问题。MSC的增殖和多向分化潜能能够发挥组织修复作用，为治疗这类疾病提供了新思路。但MSC单独使用无法保证其定植率和成活率，而中药对MSC的再生促进作用在肝脏、骨骼、神经系统等多种疾病中被证实。
肝脏疾病
MSC疗法已成为终末期肝病的新型替代方案。有研究对108例失代偿性肝硬化患者输注脐带MSC（UC-MSC）进行治疗，研究发现UC-MSC治疗组的总生存率明显高于常规治疗组，且具有良好安全性。最新研究发现中药能够进一步提高MSC在肝脏疾病中的疗效。补肾活血化浊方由熟地、五味子等11味中药组成，Ma等人将其与骨髓MSC（BMSC）联合用于肝纤维化小鼠治疗，发现补肾活血化浊方可改善模型小鼠肝脏微循环、提高毒性代谢能力，为BMSC的定植提供良好环境，并促进BMSC分化。一项BMSC联合中药治疗肝硬化的临床研究中，研究人员获取了患者骨髓血，经分离、提纯、鉴定后获得BMSC，然后将BMSC悬液经导管注入患者肝内，患者同时服用黄芪、苡仁、泽兰等11味中药组成的肝肾补益方，治疗6个月后，发现BMSC与肝肾补益方联合治疗组优于常规治疗组和单独BMSC治疗组，肝组织中BMSC分化为肝细胞后释放大量修复肝组织生长因子、抗凋亡因子，BMSC和中药均在抗炎及减轻肝损伤的氧化应激中发挥重要作用。吕等人用黄芪、牡蛎等12味中药组成的柔肝化纤颗粒联合BMSC治疗肝硬化失代偿期患者，与仅使用BMSC及常规治疗组相比，联合治疗疗效更好，其中医证候评分、肝功能指标及凝血酶原时间、血清炎性因子水平、体液及细胞免疫功能指标、氧化应激反应指标均优于另外两组，且联合治疗期间无不良反应和并发症，这一研究证实了中药在MSC治疗肝硬化临床应用的有效性和安全性。
骨骼疾病
大面积骨缺损、骨质疏松等是骨科治疗难题，MSC在骨组织工程领域发挥着重要的促骨再生作用。最近研究中，Ji等人发现将骨组织工程支架与MSC共同植入骨折部位，骨修复效果优于单独骨支架，而中药的应用又能进一步促进骨再生。金雀花等豆科植物的有效成分染料木素被证实可以减轻BMSC衰老及骨质疏松的症状。葛根素是一种天然异黄酮糖苷，可以促进BMSC成骨，在股骨头坏死中具有很大的应用潜力，Zhao等人用四面体框架核酸负载葛根素，改善了大鼠的成骨功能。Yang等人研究发现曲克芦丁可通过浓度依赖的方式促进大鼠骨折愈合。前期研究已证实骨碎补可缩短骨不连患者的骨折愈合时间，提高膝关节炎患者关节活动度及股骨头坏死患者疗效，体外研究证实骨碎补的促进机制，有效成分柚皮苷能促进人BMSC增殖和成骨分化。另外，骨碎补根中提取的骨碎补总黄酮可增强BMSC体外活力和成骨分化能力，经小鼠模型证实可促进肌腱-骨骼愈合。在口腔疾病中，巨噬细胞M1极化会加重牙槽骨流失，而M2巨噬细胞极化则可逆转这一过程，研究发现经小檗碱处理的BMSC在诱导巨噬细胞M2型极化，改善牙槽骨流失中发挥着巨大作用。此外，人参皂苷主要活性物质水解成分Rh2也可提高MSC外泌体（MSC-Exo）对关节炎大鼠的治疗效果。李等人将来自中药丹参的有效成分丹参酮Ⅱa及鹿骨和甜瓜种子的有效成分鹿瓜多肽联合UC-MSC治疗类风湿关节炎患者，显示中药降低了炎性细胞因子，调节了免疫平衡，改善了微循环，利于UC-MSC迁移和病损组织的修复。
神经系统疾病
诸多研究证实中药与MSC联合使用在神经系统疾病的治疗中发挥了重要作用。Yuan等用含姜黄素的人UC-MSC处理大动脉闭塞小鼠，发现姜黄素联合治疗急性缺血性中风的效果优于单独使用UC-MSC。同样，体外研究和大鼠模型发现，人参皂苷化合物K与MSC联合作用，可促进血管生成，提高血管密度，增强神经元和星形胶质细胞增殖，减少梗死体积，改善神经系统功能。红景天苷是从中药红景天中提取的有效成分，可诱导大鼠MSC分化为多巴胺能神经元细胞。在缺血性中风患者中静脉注射MSC可以保护皮质脊髓束免受退化，增强网络重组的积极变化，促进中风后的运动恢复；最新临床研究中，麝香、当归等多种中药组成的通窍化瘀汤可辅助治疗中风患者，具有改善神经功能和运动功能的效果，但中药干预能否更进一步提高MSC治疗神经系统疾病患者的效果及安全性尚未有研究报道。
皮肤创伤疾病
如何有效促进伤口修复并提高愈合后的皮肤美感，是再生医学面临的挑战。MSC与中药联合使用在难治性伤口治疗中有着巨大潜力。类黄酮是多种中药果实中天然衍生的亲脂性物质，与单一使用MSC相比，类黄酮处理的MSC-EVs-产量提高了2倍，并表现出更强的抗炎和伤口愈合作用。Ma等人将黄芪、熟地黄与MSC联合使用治疗皮肤损伤大鼠，与单独使用MSC相比，联合使用增强了MSC的细胞活力、增殖和迁移能力，提高了MSC愈合模型大鼠伤口的能力。临床研究已证实UC-MSC干预的皮肤溃疡治疗获得了更好的愈合效果，另外，使用中药干预外科手术后患者皮肤创口的临床研究表明，中药干预显著缩短了创口的愈合时间，但中药联合MSC进一步干预皮肤创伤的效果尚未有临床研究报道，仅在动物研究中得到了证实。
代谢疾病
代谢疾病是指一类涉及身体代谢过程的疾病，通常影响能量的产生和利用。其中，糖尿病是一种最为常见且影响深远的代谢疾病。它不仅对患者的生活质量造成显著影响，还与心血管疾病、肾脏病等多种并发症密切相关。
糖尿病传统的治疗方式是口服药物或注射胰岛素来控制血糖，却无法逆转胰岛素抵抗和β细胞功能障碍这一问题。胰岛移植已被证明是治疗糖尿病的有效方法，但供体短缺及免疫排斥限制了该方法应用。干细胞疗法为糖尿病治疗提供了新可能。MSC注射到模型大鼠体内后能迁移至受损胰岛细胞，促进内源性胰岛β细胞再生。中药与MSC联合治疗也被证实能进一步促进胰岛功能恢复。橙皮素是芸香科柑橘属植物果实的主要药效成分，Ahmed等人用橙皮素与BMSC共同治疗1型糖尿病大鼠，改善了胰岛结构，促进了胰岛素分泌，发挥了显著的抗血糖及减少糖尿病动物肝葡萄糖输出的作用。橙皮素和BMSC对糖尿病大鼠胰岛的改善作用可能通过抗氧化、抗炎和抗凋亡作用介导。另外，中药紫苜蓿也被证实能诱导MSC分化为胰腺β样细胞，辅助糖尿病治疗。UC-MSC在2型糖尿病中的疗效已在最近研究中被证实，由葛根、地黄等组成的中药复方消渴丸在2型糖尿病患者中更好地控制了血糖，然而中药联合MSC治疗糖尿病的疗效仅在动物实验中证实，尚未有相关临床研究报道。
二、中药干预MSC的作用机制
大量研究证实中药对肝脏疾病、骨骼疾病、神经系统疾病、皮肤创伤疾病及代谢疾病等多种疾病的MSC治疗具有促进作用。体内外研究发现中药能通过促进MSC增殖和迁移、分化、衰老和凋亡并调控MSC-EVs等多种途径促进MSC疗效。
中药促进MSC增殖和迁移
从损伤组织附近或血液循环中招募干细胞迁移至损伤部位并增殖对组织修复、再生非常重要。趋化因子受体4（CXCR4）在MSC迁移中发挥着关键作用，中药红花的有效成分棕榈酸可上调BMSC CXCR4 mRNA的表达，促进大鼠BMSC迁移。中药肉豆蔻酸可增加MSC中骨形态发生蛋白-4（BMP-4）的表达水平，促进MSC增殖。人参皂苷化合物（CK）可提高葡萄糖转运蛋白1的表达和ATP产生， 促进MSC增殖和迁移。
中药促进MSC分化
中药在促进MSC分化方面展现出多种机制的调控作用。研究表明，墨旱莲能够增强BMSC的成骨能力，其有效成分蟛蜞菊内酯显著提高了BMSC中甲基转移酶（METTL3）的表达。墨旱莲通过改变METTL3介导的HIF-1α、VEGF-A和RASSF1等基因的m6A修饰，进一步促进了成骨分化。
黄芪中的有效成分黄芪甲苷通过GSK3β/β-catenin信号通路诱导BMSC的成骨分化。另一种成分Calycosin-7-O-β-glucoside则通过BMP-2、磷酸化Smad1/5/8、Wnt3a、GSK3β和蛋白激酶B（AKT）途径，诱导runt相关转录因子2的表达，从而提高碱性磷酸酶（ALP）的表达和活性，促进矿化结节的形成。
在体内研究中，中药骨碎补的总黄酮通过雌激素相关受体α（ERRα）和ERRβ的转录激活，促进Gga1的过表达，进而影响BMSC的成骨分化。同时，CK在小鼠大脑中动脉闭塞模型中通过激活HIF-1α/VEGF信号通路，促进MSC的分化。
小檗碱与BMSC联合作用于大鼠拔牙槽后，调控巨噬细胞集落因子，激活巨噬细胞中的AKT磷酸化，进而加速牙槽骨形成和巨噬细胞M2极化。此外，曲克芦丁作为天然生物类黄酮芦丁的半合成衍生物，在体外研究中能够依赖浓度促进ALP活性、钙结节的形成以及成骨标志基因的表达。曲克芦丁刺激BMSC中关键转录因子β-catenin及Wnt信号转导的多个下游靶基因，激活Wnt/β-catenin通路。在大鼠骨折模型中，曲克芦丁能够促进新骨形成，加速骨折愈合。因此，中药通过多种途径有效促进MSC的分化，为骨组织再生和修复提供了新的思路和方法。
中药能够抑制MSC衰老和凋亡
中药能够有效抑MSC的衰老和凋亡，通过多条分子通路改善MSC的生物学功能。活性氧的积累引起的线粒体损伤被认为是干细胞衰老的关键机制之一。研究表明，染料木素可以靶向ERRα，诱导BMSC的线粒体修复与自噬，从而抑制BMSC的衰老。此外，葛根素通过hedgehog和Akt/Bcl-2通路，改善大剂量糖皮质激素诱导的成骨功能障碍，减少BMSC的凋亡。
黄芪多糖也被证实能够增强UC-MSC的增殖及其体内外的免疫抑制作用。早期传代的UC-MSC能够避免细胞衰老，同时提供足够的细胞用于临床治疗，并展现出更强的免疫抑制能力。
人参皂苷，作为人参中的主要有效成分，在抑制MSC衰老方面也发挥了重要作用。体外研究发现，处理MSC的人参皂苷Rg1能够减少衰老标志物的表达，这与核因子E2相关因子（NRF2）信号通路的激活相关。人参皂苷Rg1可能通过增加p62与KEAP1之间的相互作用，从而上调p62，激活AKT，进而触发NRF2通路。此外，人参皂苷Rg1还通过mir-494-3p/ROCK-1/Bcl-2信号通路保护缺血诱导的BMSC，减轻其凋亡。人参皂苷Rg1还能够促进MSC从G0/G1期向S期和G2/M期进展，激活PI3K/AKT信号通路，并上调细胞周期蛋白D、E、CDK4和CDK2的表达。而人参皂苷Rg3则主要通过Ca2+依赖性途径增强线粒体的抗氧化功能，提高人MSC的增殖和分化潜力，防止其衰老。
此外，淫羊藿（Ica）作为治疗骨质疏松的常用药物，在处理衰老BMSC后，能够增加碱性磷酸酶（ALP）含量并降低p53表达水平，这可能是通过调节成骨相关信号通路Foxo3a/β-catenin的表达，从而改善衰老BMSC的成骨分化能力。综合来看，中药在抑制MSC衰老和凋亡方面展现出良好的应用前景。
中药可以调控MSC-EVs
中药可以有效调控MSC分泌的外囊泡（EVs），包括外泌体（exosomes）、微囊泡（microparticles/microvesicles）及其他较大的囊泡。MSC通过旁分泌作用产生这些EVs，并分泌活性成分，从而调节自身的增殖、迁移和分化能力。
研究表明，中药成分如姜黄素对MSC的功能具有显著影响。姜黄素是一种从中药姜黄中提取的酚类物质，与MSC共培养的体外研究发现，姜黄素能够诱导巨噬细胞向抗炎表型极化，从而改善骨骼微环境。这种抗炎表型的极化有助于促进成骨相关细胞因子的表达，如BMP-2和TGF-β，进一步促进BMSC的成骨分化。此外，姜黄素处理的MSC通过AKT/GSK-3β/β-TrCP信号通路抑制小鼠小胶质细胞的神经元凋亡，并参与Nrf2通路介导的抗炎反应，降低活性氧、氧化介质和促炎细胞因子的表达。这些机制表明，姜黄素不仅调控了MSC的分泌功能，还改善了微环境，从而可能影响MSC外囊泡的分泌。
相比于单一的MSC，经过黄酮类化合物处理的MSC，其来源的EVs产量可提高两倍，这些EVs通过丝裂原活化蛋白激酶（MEK）/细胞外信号调节激酶（ERK）信号传导，发挥促伤口愈合作用。即便在MEK信号受到抑制的情况下，黄酮仍能维持EVs上调的ERK活性，从而增强EVs的伤口修复能力。
此外，有研究显示，人参皂苷Rg1诱导的MSC-Exo中的circNotch1能够通过激活Notch信号通路诱导巨噬细胞的M2极化，从而缓解糖尿病心肌病。芪芎左归方（由黄芪、川芎、桃仁等13味中药组成）对BMSC-Exo的干预使得p21表达下降，端粒缩短得以抑制，细胞衰老得到减缓，在缺血性中风治疗中展现了良好的效果。
中药补肾活血方（由熟地黄、五味子等13味中药组成）能够创造良好的组织微环境，为MSC-Exo的作用提供支持。该组合不仅降低了TGF-β1的表达，还抑制了Smad2/3和TGF-βⅡ型受体的磷酸化，同时促进了Smad7的表达，有效抑制肝细胞凋亡并控制肝衰竭的进展。所以中药成分能够通过多种机制调控MSC外囊泡的分泌，从而影响其在组织再生和修复中的作用。
中药辅助MSC的其他途径
姜黄素与MSC的共培养能够防止脂多糖诱导的多能干细胞核因子-κB的激活，从而增强MSC的神经保护作用。此外，黄芪和熟地的组合与脂肪来源的MSC（AD-MSC）联合应用于大鼠皮肤切除模型后，观察到促炎细胞因子IL-6和TNF-α的表达下调，而抗炎细胞因子IL-10的表达上调。体外研究结果显示，经过中药处理的AD-MSC，其上清液中的蛋白质种类增多，同时11种有益于再生的基因表达上调。Western blot分析结果表明，以上组方显著提高了Wnt2、TGF-β1和Smad2/3的表达，提示TGF-β/Smad和Wnt信号通路与中药与AD-MSC联合治疗的效果相关。此外，在一项研究中，人参皂苷Rg2处理猪MSC后发现，Rg2通过AMPK信号通路增强了MSC的自噬活性。
三、展望
中药在肝脏、骨骼等多种疾病的研究中已被证明能够增强MSC的治疗效果。不同中药中的有效成分通过多种分子机制促进MSC的增殖、迁移、分化以及旁分泌。这些作用为解决MSC在治疗中面临的衰老及增殖能力受限等问题提供了潜在的解决方案。中药与MSC的联合应用在再生医学中仍面临诸多挑战。目前，大多数关于MSC治疗的研究处于临床I期和II期，且主要集中在骨科和肝脏疾病方面。因此，迫切需要在各种疾病中开展更多深入的临床研究，以推动MSC的应用。此外，关于不同中药成分促进MSC的机制及其应用安全性仍需进一步探索。同时，MSC与中药联合干预的临床研究相对较少，亟需更多临床研究来验证联合治疗在再生医学领域的安全性和有效性。
（ID：yxckbsc2024060301）
夏荣木 博士
厦门承葛生物科技有限公司，学术部负责人；福建中医药大学兼职科研专家。主要从事肿瘤、干细胞、肠道微生态与健康领域的相关基础及临床转化研究。目前在国际期刊发表研究型文章近20篇，总影响因子100余分，被引次数270余次。部分研究发表在国际知名期刊Oncogene 、Journal for Immuno Therapy of Cancer 、Clinical and Translational Medicine及Frontiers in Cell and Developmental Biology等。主持国家自然科学青年基金1项。申请实用新型专利1项，申请发明专利1项，3项发明专利进入实审。
原标题：《中药联合间充质干细胞在再生医学中的研究进展及机制》
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