本文作者：首都医科大学FanFan
本文审核专家：医院李晶教授
引言
来自国际著名期刊的文献标识，胎盘和脐带里的干细胞不仅能够帮助我们治疗疾病、愈合伤口，甚至在面部美容、延缓衰老上都有着巨大的应用潜力。胎盘和脐带作为干细胞宝库，在再生医学中发挥着越来越重要的作用。胎盘和脐带干细胞具有显著的优势，本文盘点了目前临床上可见的几种应用方式，帮助大家进一步认识为何科学家们提出将胎盘和脐带“变废为宝”。
在新生儿的孕育过程中，胎盘、脐带担任着至关重要的角色，它们不仅担任着为胎儿输送氧气和营养物质并将胎儿产生的废物和二氧化碳排出母体的重任，还可以阻止某些病原体和抗体进入胎儿体内，分泌激素促进胎儿的生长发育等。不过大多数情况下，当新生儿降临后，这些组织不再发挥以上的功能，就会作为生物废物被处理掉。
但是近来，科学家发现，胎盘、脐带实际上是最有价值的细胞来源之一，来自国际著名期刊《英国皇家学化学学会》的《Humanplacenta/umbilicalcordderivativesinregenerativemedicineProspectsandchallenges》一文中提到，胎盘和脐带不仅能够帮助我们治疗疾病、愈合伤口，甚至在面部美容、延缓衰老上都有着巨大的应用潜力[1]。
此外，发表在BiomaterialsScience杂志上的文献也论述了人类胎盘、脐带干细胞及其衍生物的优点，提供了干细胞的提取方法和管理建议，为未来医学研究利用生物医疗废物提供了理论支持[5]，也进一步证实了胎盘和脐带作为干细胞宝库，在再生医学中发挥着越来越重要的作用。
所以，科学家究竟是怎么利用胎盘和脐带“变废为宝“的？让我们一起来看看吧。
胎盘脐带来源间充质干细胞（MSC）的提取；图源文献[1]
胎盘和脐带间充质干细胞的优势
来源于胎盘和脐带中大量活性的间充质干细胞（MSC）是其变废为宝的关键。
间充质干细胞最初于骨髓中发现，并由Caplan于年命名。目前为止，间充质干细胞正成为许多疾病的主要细胞疗法。广泛的应用范围从改善严重急性心肌梗死后的心脏功能，到治疗炎症性疾病（如克罗恩病）和神经系统疾病（如阿兹海默症），再到增强伤口愈合，都有着间充质干细胞的身影。
科学家发现，相比于骨髓来源的间充质干细胞，胎盘和脐带间充质干细胞有着更为明显的优势。
图源文献[1]
1、拥有更强的细胞增殖分化能力
研究发现，从胎盘和脐带中分离出的间充质干细胞，具有高效力、传代次数、多谱系能力、增强的活力、活力和分化潜力。据报道，每个胎盘产生的间充质干细胞，可以在4代传代中生产超过剂治疗性药物而不会衰老[2]。
胎盘细胞外基质（ECM）中的丰富成分，如GAG、胶原蛋白、蛋白聚糖、生长因子则增强了其支持和培育更多种类细胞系的能力，这意味着，胎盘和脐带衍生物可以再生为更多种类的组织和细胞，也大大提高了其治疗潜力。
2、更加安全易得
由于胎盘和脐带间充质干细胞是从已经分离的围产期组织中提取，相比从成人骨髓或脂肪组织中提取干细胞更为容易，风险也更低。同时，相比于使用成人或动物来源的干细胞，使用UCMSCs也可以更好的避免道德争议和法律限制。
变废为宝！胎盘和脐带间充质干细胞的应用
目前，针对于胎盘和脐带来源的间充质干细胞已经有多项已开展的临床试验。截止到年4月，在美国临床试验中心ClinicalTrials.gov上注册的关于胎盘和脐带间充质干细胞的临床试验数量已经高达数百项，涉及的适应症包括特发性肺纤维化、佩罗尼病、糖尿病足溃疡、Ⅱ型糖尿病、再生障碍性贫血、强制性脊柱炎、骨髓增生异常综合征、胎儿脊髓脊膜膨出、阳痿、骨关节炎、COVID-19肺炎、移植物抗宿主病、膝关节骨关节炎等。
数据来源：ClinicalTrials.gov
以下列举脐带和胎盘干细胞在临床上的一些应用方式和进展。
1、基于脐带和胎盘的纳米纤维、水凝胶—加速伤口愈合，促进皮肤再生
研究发现，利用来自脱细胞处理后的胎盘和脐带基质制造的水凝胶及纳米纤维显示出优异的细胞迁移、增殖和粘附能力，有着促血管生成因子生成、抗炎等特性，可以帮助表层皮肤的缺损更快更好的愈合。
图源参考文献[3];利用胎盘来源的纳米纤维促进伤口愈合
在一项动物实验中，研究人员在小鼠模型的背部区域制造伤口后，将水凝胶放入了实验组小鼠伤口中，并在手术后第0、7、14和21天拍摄伤口区域的照片，确定各组的伤口面积。伤口愈合评分明显发现，与对照组相比，加入水凝胶的实验组小鼠伤口在第14天和21天的再生上皮层更厚，更明显的的胶原蛋白生成，伤口闭合速度明显快于未使用组[3]。
这项技术或许可以帮助烧伤病人更好的恢复伤口，实现功能重建的同时保证外表的美观度。
2、通过间充质干细胞注射来改善病症和改善健康
基于其有强大的分化能力，胎盘和脐带间充质干细胞可以改善多种疾病，包括帕金森病、脊髓损伤、脑梗塞等神经退行性疾病，甚至在在糖尿病患者体内，胰岛β细胞可能受损或减少，导致胰岛素分泌不足。例如，研究人员通过将MSCs注入患者体内，这些细胞可以分化为胰岛β细胞，从而增加胰岛素的分泌。
一项来自中国北京的临床试验中显示，91名患者被随机分配接受脐带来源间充质干细胞静脉输注（实验组UC-MSCs：n?=45）或安慰剂（对照组n?=46）3次，为期4周。最终，通过糖化血红蛋白(HbA1c)水平7.0%且每日胰岛素减少≥50%的患者百分比，以及胰岛β细胞功能、胰岛素抵抗和安全性的变化来判断改善水平[4]。
8周后的实验结果表明，实验组中20%的患者和安慰剂组中4.55%的患者指标水平均产生明显改善。注射脐带间充质干细胞后的实验组患者胰岛素使用减少百分比显着高于对照组（27.78%vs15.62%），脐带间充质干细胞组的HbA1c水平也有所下降。同时，13.5%的患者在脐带间充质干细胞移植后8-24周内都不需要再使用胰岛素。
图源参考文献[4]
3、胎盘/脐带相关产品用于美容护肤领域
干细胞外泌体具有免疫调节、促血管生成和抗纤维化作用，目前国际上已经有一些机构在销售用于局部皮肤应用的干细胞外泌体产品，外泌体与现有的一些医美方式结合，比如外泌体结合水光针可以提高治疗效果[6]。当前，利用胎盘及脐带间质干细胞衍生的外泌体来开发护肤产品成为了新趋势。但市场的发展仍要解决的问题包括外泌体纯度、剂量和渗透程度等。
图片来自文献[6]
在人体临床上，基于胎盘和脐带干细胞外泌体的美容护肤效果也不断有文献发表。在一项调查性试点研究中[7]，研究者发现，对患者面部局部应用5.0ml的胎盘干细胞外泌体治疗之后，患者的皮肤色调、饱和度和清晰度都得到不同程度的改善，同时细纹、毛孔、色素、油分等等也在减少，皮肤纹理和血管分布也能得到改善。
小结
作为一种生物废弃物，胎盘和脐带是珍贵的干细胞及其衍生物的储存库，从胎盘和脐带中分离出间充质干细胞或获取细胞外基质，在医学上是行得通的。与其他器官相比，胎盘和脐带对供体没有负面影响，伦理问题少，为可持续利用提供了积极因素。总之，胎盘和脐带这个曾经被视为生物废物的器官，正在逐渐展现出其在再生医学领域的巨大潜力。它不仅为我们打开了一扇新的大门，更为未来的医学研究和治疗提供了新的希望。让我们期待它在临床应用上尽快推广并大展身手吧！
参考文献：
[1]Humanplacenta/umbilicalcordderivativesinregenerativemedicine–Prospectsandchallenges;BiomaterialsScience
[2]Timmins,N.E.,Kiel,M.,Günther,M.,Heazlewood,C.,Doran,M.R.,Brooke,G.andAtkinson,K.(),Closedsystemisolationandscalableexpansionofhumanplacentalmesenchymalstemcells.Biotechnol.Bioeng.,:-.