干细胞-身体的“维修师”

干细胞具有自我复制和多向分化潜能，能够再生人体的各种组织，因此在组织修复和再生中有一定的临床潜力，特别是在骨折愈合、软骨愈合及创伤后炎症等方面。

局部细胞和组织损伤后，机体对损伤所形成的缺损进行修补恢复的过程称修复。修复是机体抗损伤的表现，组织修复主要是通过再生来完成的。再生是体内细胞或组织损伤后，由邻近正常细胞分裂增殖来修补的过程。

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干细胞与创伤修复

内源性干细胞对创伤的反应包括：从休眠状态中苏醒；从特定的干细胞巢动员；向受伤的部位迁移；分化产生特定细胞。此外，长期病理性炎性反应会导致干细胞的功能失调，使干细胞的数量减少，最终导致组织再生失败。

在创伤后，MSCs与HSC的迁移已被许多趋化作用阐明。其中一种信号途径就是SDF-1/CXCR4（基质衍生因子1/特异性趋化因子受体4）轴。这条信号轴解释了干细胞在局部停留及向受伤部位迁移的过程。

CXCR4是BMSCs的一种受体，它能结合SDF-1。SDF-1是一种由骨髓内皮细胞和基质细胞表达的蛋白质，继受伤后，SDF-1在组织损伤的部位产生，其浓度高于骨髓处，于是骨髓中MSCs向受伤部位转移。SDF-1的表达受缺氧诱导因子-1（HIF-1）和一氧化氮（NO）调控。

在正常生理情况下，骨髓中的SDF-1浓度稍高，有利于保留BMSCs。这在骨折和心肌损伤模型中已被证实， CXCR4 受体的上调也使得MSCs向SDF-1浓度高的地方迁移得到进一步加强。

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干细胞与软骨愈合

干细胞与关节软骨损伤修复及创伤后骨关节炎有关。在损伤发生后，关节软骨中的MSCs会分化成纤维细胞，而不是软骨细胞。创伤时，关节组织纤维化的情况更少，由此表明创伤可引起干细胞分化的变化，并与创伤后骨性关节炎息息相关。

干细胞有望能够改善骨关节炎和创伤后的软骨缺损。目前重点是确定最佳干细胞来源、如何进行预处理，提高安全性。MSCs在骨关节炎和创伤后关节炎的治疗目的都是重新生成透明软骨，但其病理微环境各不相同。

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干细胞与免疫调节

干细胞具有免疫调节功能，主要依赖于在创伤后炎症反应中分泌的介质如Toll样受体。Toll样受体（Toll-like receptors, TLR）是参与非特异性免疫的一类重要蛋白质分子，也是连接非特异性免疫和特异性免疫的桥梁。TLR是一类由创伤后细胞破坏释放的内源性产物，包括线粒体DNA（mtDNA），具有激活免疫细胞的能力。

创伤后引起的中性粒细胞和巨噬细胞激活会对干细胞造成损伤。在机体受伤后，中性粒细胞和干细胞一起迁移到受伤的部位，但它们迁移到创伤部位的时间点不同。中性粒细胞被激活后会释放活性氧，无意中损害了周围的细胞包括干细胞。如果损伤足够严重，中性粒细胞的激活状态持续存在（尤其是在细胞凋亡之后），那么干细胞就可能会被破坏。

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结论

干细胞能实现人体内“超级细胞工厂”这一定位的职责，正是有赖于干细胞器官修复的功能，在一定适宜的条件下，分化为各种类型的细胞，并结合分泌的一定量细胞营养因子，帮助大脑、肝脏、心脏等器官组织的修复。