间充质干细胞一直以来备受关注的原因便是易于分离和保存，同时很少有伦理上的担忧，并且发生肿瘤的风险有限。
除此之外，间充质干细胞的增殖速度快，具有较高的多系分化能力，并且对于宿主的免疫排斥反应相对较小或是在理想状态下不存在排异性。
最重要的一点就是间充质干细胞所表现出的“归巢”特性，能向着病变部位进行迁移，因此在例如脊髓损伤的治疗中具有无限潜能。
“归巢”（homing）最早是指循环在血液中的淋巴细胞倾向于迁移到它们原先派生自那里的淋巴细胞部位，如淋巴结，这一回归现象称为“淋巴细胞的归巢”，这是1983年Gallation提出来的。
后来“归巢”这一概念逐渐引申至干细胞。
干细胞周围的细胞形成像摇篮样的环境保护着干细胞，这一环境被称为微环境（干细胞巢，niche）。niche不仅给干细胞提供养分，同时还指导干细胞的行动，决定干细胞的分化方向。
微环境是由干细胞相邻的各种细胞、细胞外基质(extracellular matrix, ECM)以及多种细胞因子等构成。
除了造血干细胞之外，干细胞的归巢性主要是指的间充质干细胞。
2009年，Krap等科学家建议将“间充质干细胞归巢”定义为：MSCs在目标组织的脉管系统里被捕获，随后跨越血管内皮细胞迁移至目标组织的过程。
大量研究发现，当机体缺血、缺氧、损伤时，机体内或者外源性MSCs具有向损伤部位优势分布的特质。归巢是MSCs安全有效的应用于临床的关键。
微环境改变是MSCs 归巢的始动因素，组织损伤局部表达多种趋化因子、黏附因子、生长因子等各种信号分子。
不同的微环境分泌不同的信号分子，吸引MSCs定向到达该组织。
干细胞归巢，最终归巢至骨髓，归巢至各个脏器，归巢至炎症及创伤部位，甚至归巢至肿瘤部位。
干细胞的归巢机制具体尚不明确。简而言之，某些特定信号分子与MSCs膜上相应受体结合，共同驱动其归巢行为。
移植的干细胞顺利归巢至微环境，这要求损伤部位的信号分子和MSCs表面受体相一致，这也是决定MSCs移植的成败之一。
参与归巢行为的小组成员很多，有诸如趋化因子、生长因子和黏附分子等。
研究表明，干细胞归巢机制具有一定的记忆功能，它能够记住曾经发生过的损伤，并储存下相应创伤或炎症的记忆。
干细胞会经常性地与免疫系统进行合作，利用对于损伤的记忆来改善组织以后对于损伤或是致病性攻击的反应，从而实现加快新伤口的愈合。
创伤或是其他能够引发炎症的负面经历都会给驻留在皮肤中的上皮干细胞带来更为长久的记忆，使得它们更为迅速地愈合随后发生的皮肤损伤。这些补充皮肤外层的上皮干细胞会从炎症中寻觅线索。
初始的炎症会让这些干细胞变得敏感：当它们再次感知炎症来临时，它们将会更快地作出反应。
干细胞的记忆功能主要体现在三个方面：
1.对短暂刺激能够维持较长时间的反应
2.对同一因素的二次刺激具有更加强烈的反应
3.对不同的刺激具有不同的反应
而且干细胞在同一因素的二次刺激下会产生更强烈的反应。
正如2017年发表在《自然》论文中所描述的那样：如果小鼠身上的皮肤斑块发炎并愈合，那么那个部位的伤口愈合速度将是原来的2.5倍，这种效果可能长达6个月。
在实验中保留在干细胞中的记忆大有益处，因为它调节细胞使其在伤口愈合和再生方面更强大。
相关拓展：
Nature：科学家发现每天产生100亿肠细胞的干细胞巢
来自苏黎世大学（UZH）的研究人员已经找到了结肠中的干细胞巢结构。这个结构由特殊的细胞组成，可以激活邻近小肠上皮的干细胞，同时负责维持干细胞的持续更新。
如果没有这个激活信号，上皮会被破坏，但是如果持续激活，就会产生早期肿瘤，这项发现有助于提高我们对肠癌和炎症的认识。
人类的小肠通常会自己更新。仅仅是结肠——消化道最后的1.5米——中每天就有100亿个上皮细胞被替换掉。
肠道上皮细胞是一层形成小肠和大肠表皮的细胞，负责吸收营养。再生过程由干细胞驱使，这些干细胞位于上皮（隐窝）的小褶皱中，在这些地方干细胞与其他产生驱使再生需要的信号的细胞相互接触。而这个维持干细胞的关键激活信号叫做Wnt信号。
这组来自UZH的研究人员现在找到了提供这些干细胞激活信号的细胞。这些所谓的Gli1阳性细胞围绕在上皮的褶皱周围，因此形成了干细胞巢。
科学家们在小鼠身上进行的研究发现这些细胞在小肠上皮形成和修复过程中发挥着关键作用。“如果Gli1阳性细胞被清除或者无法分泌Wnt蛋白，那么激活信号就会消失，造成的结果就是结肠干细胞和上皮损坏，小鼠死亡。”Basler说道。
由于干细胞会持续分裂，因此小肠上皮的调节稳态显得至关重要。如果Wnt信号过度激活，干细胞就会分裂失控。“Wnt信号通路突变的小鼠产生了息肉，这最终变成了结肠癌。” Basler说道，这在人类身上也是一样的。
在接下来的研究中，研究人员测试了干细胞巢中细胞对结肠炎症的反应。
在这种情况下，小鼠丧失了更多的上皮细胞，因此需要更多的新细胞，因为组织不仅需要更新，还需要修复。
研究人员发现炎症结肠中Gli1阳性细胞的数量显著增加。“我们发现的这些细胞不仅对健康生物体是必需的，同时在修复损伤肠道的过程中也发挥关键作用。”Basler说道。因此这项发现与一系列肠道疾病都相关，包括炎症和癌症等。
目前MSCs移植方式主要以静脉移植为主，实验显示移植的时间和数量明显影响间充质干细胞的归巢能力。
此外，研究发现间充质干细胞的治疗、纯度等因素也对归巢的效果有所影响，无法短期内培养获得大量纯度较高的间充质干细胞，可能影响到最终移植治疗效果。
参考文献：
[1].Vismara I, Papa S, Rossi F, Forloni G, Veglianese P (2017) Current Options for Cell Therapy in Spinal Cord Injury. Trends Mol Med 23 (9):831-849. doi:10.1016/j.molmed.2017.07.005
联系客服
