《Nature》：清理间充质干细胞MSCs乱象（ZT）

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     最近，哈佛大学的撤稿事件引起了广泛关注，“心脏干细胞”整个研究领域不复存在。关于成人体内的间充质干细胞MSCs最近20多年一直都是争议的焦点，MSCs的概念混淆导致其已经成为许多未经证实的干细胞干预的首选细胞类型，并且更容易向患者兜售未经证实的治疗方案。连最早发现这一细胞系的Arnold Caplan都站队，建议不再称呼其为“间充质干细胞”。2018年9月《Nature》发文呼吁肃清间充质干细胞乱象。
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$ D' p4 g7 |' _& vA controversial cell / 有争议的细胞7 f& s+ M; ~* B
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被称为MSCs的电镜扫描图 Steve Gschmeissner/SPL
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; Y6 e- Q( m! j9 A5 J, k       MSC的概念可以追溯到1991年，美国生物学家Arnold Caplan首次在骨髓中分离出一种干细胞。同时，这项工作展示了存在于骨髓支持组织中的特定细胞可以分化成软骨细胞、骨细胞和脂肪细胞，并为造血干细胞提供一些必要的信号，来产生相应类型的血细胞。
& Z: J3 ]9 r! l& l* {$ P* K0 z    在接下来的10里，发现MSCs的组织类型出现了爆炸式的增长，MSCs能够分化的细胞类型的也有了数量上的飞跃。自1991年至今，关于MSCs的文章发表超过32000篇。根据文献报道，MSCs最常从骨髓和脂肪组织提取。同时，它们还被认为存在于围产期组织——脐带、 Wharton’s jelly（脐带中发现的一种凝胶状物质）、羊膜、胎盘以及其他来源，包括婴儿牙齿和经血。一些研究认为MSCs在脂肪中最为常见，另一些则认为它们与全身结缔组织中的血管有关。有的认为MSCs非常罕见，另一些则认为MSCs在体内很丰富。2 ^- {* }- N2 W6 U, u9 N
     到了2000年初，人们逐渐发现不同的实验室用来标记确认MSCs的表面标记物并不一致。在过去的几年中，人们对MSC作为一个有效的生物实体提出了进一步质疑。   
5 V# v. t! g% H, N1 D7 m    按照标准，MSCs（包括非骨骼来源的）可以进行向软骨、骨骼和脂肪的分化。但是，有报告说它们可以分化成肌肉、内皮细胞和各种心脏、肝脏和肾脏细胞，以及神经和生殖系统细胞。一些研究人员和临床医生甚至将MSCs描述为“多能性”，这意味着它们可以分化成成人体内几乎所有的细胞类型。更甚的是，MSC是被用作完全不相关的疾病中进行无数的治疗用途，包括关节炎、糖尿病、帕金森病和自闭症。7 Y0 P- g7 F7 U

7 E5 q" i1 z; v, _6 {& _- D7 E荧光分子标记的骨髓间充质干细胞0 Z1 Z4 U( N2 z2 N

  l& p( ]0 k$ x  W9 V, T1 }7 H1 J7 l    在2014年针对美国FDA的一项研究发现，在提交给该机构的新药申请中，MSCs的分子特征几乎没有达成一致。2016年的一项研究同样发现，不同组织的不同细胞群，都被归类为MSCs，事实上它们的基因表达与分化能力存在着巨大差异。
  d6 A( V1 o3 |* t4 s    2006年，国际细胞治疗会（ISCT）的一个工作组确认了描述MSCs中“不一致”和“含糊不清”的情况，并推荐了一个新的名称：Multipotent Mesenchymal Stromal Cells（多能间充质基质细胞，去掉干细胞的称呼）。尽管有ISCT的建议，然而携带“干细胞”的原命名明显更受青睐。
; R! e+ D- k/ @- k- T" ^6 K    去年，MSCs的发现者Caplan透露，他不再相信MSCs是干细胞。在那篇文章中，Caplan恳求科学界采用另一个称号： Medicinal Signalling Cells。Caplan提出鉴定Medicinal Signalling Cells的根据：在细胞表面蛋白以及它们在体外转化成其他细胞类型的能力，在受伤部位的募集（在那里，它们分泌出多种蛋白调节免疫反应、减少炎症、促进伤口愈合和抑制细胞死亡）。% e+ X/ l/ k: l( L8 I

1 }6 r+ c, f( T& [$ I/ e( GSales pitch / 营销话术  s! t; W; f. y( Y  ]
    在科学界争论MSCs的性质和是否存在时，而企业界则很快就利用了这一矛盾。为了表达MSCs可以治疗多种疾病和伤害，他们有选择性地强调那些文章，指出MSCs很容易获取，并且可以产生其他的细胞类型，或者表明细胞分泌各种各样的治疗因子，然而组织特异性的干细胞具有的作用有限，完全被忽视。/ X8 c; x' F6 r" v4 q7 g: x7 }
    在过去的5年里，直接面向消费者营销的、未经批准的用于医疗条件的干细胞治疗发生了爆炸式的增长，特别是在美国、澳大利亚和日本。2016年的一份报告记录了351家美国公司向消费者销售假定的干细胞疗法，几乎一半的人在他们的营销材料中提到了MSCs。; @7 `6 [/ m7 W: t' u; N
有趣的是，一些上市公司越来越不愿意将自己的产品定义为间质干细胞。加州圣地亚哥的Cytori Therapeutics公司，是从患者身上提取和处理细胞设备的制造商，已经开始将其目标细胞群描述为adipose-derived regenerative cells（脂肪生成的再生细胞），而不是称其为MSCs。
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     可以做些什么来消除这种困惑？在我们看来，将MSCs重新归类为Stromal（基质）或Signalling（信号）细胞是没有帮助的。
# R: y! E5 B5 H2 H. ]) K     一些研究人员正在遵循ISCT的建议，但从每年仍在发布的数千份关于MSCs的论文来看，许多人并没有这样做。与此同时，Caplan的提议可能会带来更多的问题，而不是解决问题。有强有力的证据表明，至少在骨髓基质中存在一个组织特异性的干细胞，尽管这种干细胞分化成其他细胞类型的能力有限。此外，使用Medicinal（药物）而不是Mesenchymal （间充质），可以鼓励人们假设MSCs具有广泛的治疗作用，然后才获得了强有力的证据。  U& \5 K3 U& F
我们认为答案会在更好的科学中找到。得益于一些干细胞生物学家的严谨与坚持，现在许多研究人员已经开始怀疑，成年人体内是否真的存在单一的多能干细胞（Multipotent Stem Cell）。
. W" `/ V* v, y    从历史上看，表面标记和染色的不一致，或者使用不可靠的形态学特征，在识别细胞类型时导致了频繁的错误。对组织特异性细胞干细胞的可靠鉴定应该涉及到组学方法，例如那些设计用来分析细胞或其蛋白质含量的基因表达模式的方法，以及严格的分析来确定一个特定的细胞可以在体内或体外分化成什么样子。& P, `0 b( C& m' G  N% V6 _
    人类细胞图谱等正在进行的活动，旨在描述身体内所有细胞的特征，可以为特定组织的细胞成分提供线索。但是，最终解决MSCs身份危机可能需要干细胞生物学家的一项重点工作，类似于2000年由国际干细胞论坛进行的一系列项目，以描述多能干细胞（该论坛是一项旨在支持干细胞研究的合作项目）。# Z; }0 b4 U( [. V* s9 z" y& U; `
    作为推动科学的一部分，监管机构及有影响力的干细胞编辑、科学期刊，需要制定、实施严格的方法和标准。
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5 C4 i  x  F8 I% q3 `  GDispel the MSC myth / 消除MSCs的神话) m; f7 j% [: e3 w3 R. j; [0 R
    我们需要来自全球的努力，以提高对目前被称为MSCs的细胞生物学的理解，包括需要研究人员、期刊编辑们以及其他人的承诺——使用更精确的分类；必须对基因表达进行标准化分析；在逐个细胞的基础上，以及严格分析确定不同组织中细胞分化的精确产物；停止将多个细胞类型纳入其中。这样的努力可以一劳永逸地终结关于MSC身份和功能的问题。1 e* l& g% ^/ \  B5 b1 X0 n5 X; Q
     科学协会，如国际干细胞研究协会（ISSCR）和国家干细胞组织，应该考虑MSCs的研究相关出现在干细胞会议上是否合适。临床试验注册中心，如临床试验，也应该加强对MSCs被描述为调查产品的研究的审查。研究组织特异性干细胞的机构应该鼓励他们重新审视研究对象。例如，骨髓和脂肪都含有有助于维持这些组织的干细胞群，把这些干细胞称为骨髓干细胞和脂肪干细胞，可以帮助消除一个几乎无处不在的、全能的成人MSCs的神话。
% F0 `* a% _, u7 P1 ^% ~    期刊编辑、编辑委员会和审查人员在接受或批准发表在期刊上的论文时，也应该更加严格。资助机构必须考虑使用MSCs的研究是否用于指定干细胞的研究。
7 Y8 o- h6 F& y$ n3 h. x" k/ w    记者也可以在打击MSC的错误观念方面发挥重要作用。在我们看来，各种各样的报道帮助MSCs在媒体和公众的头脑中确立了一种近乎神奇的、万能的功效，这种宣传很容易被利用。当记者们写关于诊所出售MSCs治疗和其他所谓的干细胞疗法的故事时，他们应该告诉他们的民众，科学家们对于这些细胞是否真的是干细胞存在争论。他们还应该清楚地表明，在大多数情况下，对这些细胞进行严格的临床前研究是有限的或根本不存在的。1 q  A/ v! P( ^  T

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% K6 F# b. }: K1 H: ?% M    与此同时，诸如ISSCR、ISCT和国家干细胞协会等组织应该确保为接受成人干细胞治疗的人们设计的指南、教育视频和其他交流工具被更新，以反映MSC作为一个可行概念的消亡。
- q4 P( v8 E1 y0 l! b* G$ u    无论命名为MSCs的细胞身份和生物活性能否最终确认，指导临床发展及应用的科学原则与其他新疗法必须一致：精准、确定、特异、客观、放弃具有误导性的术语和概念。