综述｜间充质干细胞归巢效应可提高肝病的治疗效果
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撰文｜摩西
编辑｜南风
原题｜《Mesenchymal stem cell homing to improve therapeutic efficacy in liver disease》
病毒性和酒精性肝病、药物性肝病、自身免疫性肝炎和原发性胆汁性肝硬化最终可发展为终末期肝病，在全球范围内已逐渐成为主要死因之一[1]。目前，针对终末期肝病已有多种治疗方法，包括药物、人工肝以及门静脉高压症的内窥镜和血管干预。尽管这些治疗在一定程度上缓解了临床症状，但由于肝细胞数量减少、肝功能减退，使疾病无法逆转[2]。目前，原位肝移植仍然是终末期肝病唯一有效的治疗方法[3]。然而，供体来源不足以满足临床需求。此外，移植后排斥反应和高昂的治疗费用限制了临床适用性[4]。因此，需要针对终末期肝病开发可替代治疗的策略。
肝细胞移植可作为肝移植的替代方法[5]。移植的肝细胞增殖以再生受损的肝脏并补偿肝功能的丧失。然而，肝细胞移植的实际应用受到供体细胞的可用性及其体外增殖潜力有限的限制。近年来，再生医学和干细胞的研究进展迅速。间充质干细胞 (MSCs) 是具有自我更新能力的多能细胞，可以分化成多个谱系 [6,7]。在国内外学者开展的临床前和临床试验中，利用间充质干细胞治疗肝病取得了重大进展[8]。
这篇综述主要围绕MSCs治疗肝病的作用机制和临床应用现状，并对MSCs的归巢过程和试图优化的各种策略进行了批判性讨论。本文可为今后MSCs的基础和临床研究提供参考。
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间充质干细胞治疗肝病的机制
间充质干细胞 (MSC) 移植作为原位肝移植的替代策略，已被证实用于治疗终末期肝病。尽管MSC移植的治疗机制尚不完全清楚，但越来越多的证据表明，MSCs可以通过促分化为肝细胞样细胞、免疫调节和抗纤维化机制来再生和自我更新以修复肝脏。以往的多项临床试验证实，间充质干细胞移植可恢复肝功能，减轻肝损伤。然而，全身给药后MSCs的低效归巢是MSC治疗的主要瓶颈，因此，给药后必须有足够数量的MSCs归巢到目标组织才能提高治疗效果。
间充质干细胞是源自中胚层的多能基质细胞，于1970年代首次在成人骨髓中发现[9]。MSCs可以从脂肪组织、肌肉、真皮、牙髓、滑膜、脐带、胎盘、绒毛膜、经血、母乳和羊水中分离出来 [10]。2006年，国际细胞与基因治疗学会提出了以下几个定义MSCs的最低标准：
（1）在标准培养条件下，细胞具有塑料贴壁性；
（2）细胞必须表达特定的细胞表面标志物，如CD73、CD90和CD105；
（3）细胞缺乏典型的造血标志物如CD45、CD34、CD14/CD11b、CD79a/CD19或人白细胞抗原-DR同种型的表达；
（4）细胞可以使用适当的培养基进行三向分化成软骨细胞、脂肪细胞或成骨细胞。
在适当的体外培养条件下，可以诱导MSCs 最终分化成多个谱系。它们可以再生骨骼、脂肪细胞、内皮细胞、肌肉细胞和神经元，展示了用于再生医学的潜力[11]。MSCs是低免疫原性的，因为它们缺乏II类主要组织相容性抗原并表达低水平的I类主要组织相容性分子。此外，MSCs不表达对免疫识别很重要的共刺激分子，如CD40、CD80和CD86 [12]。为了阐明MSC在治疗肝病中的积极作用，我们简要概述了基于MSC的疗法的机制，如图1所示。表1总结MSCs调节其他细胞的细胞内信号通路。
间充质干细胞治疗肝病的机制。间充质干细胞通过分化、免疫调节和抗纤维化作用修复受损的肝组织。名词解释：HSC，肝星状细胞。ECM细胞外基质、M1经典激活巨噬细胞、M2交替激活巨噬细胞、DC树突状细胞、NK自然杀伤细胞、B B淋巴细胞、Treg调节细胞
表1 MSCs调节其他细胞的细胞内信号通路总结
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MSCs分化为肝细胞样细胞
源自MSCs的肝细胞样细胞是有望用于肝脏再生的细胞来源。张等人检测脐带间充质干细胞移植后四氯化碳诱导的肝纤维化/肝硬化大鼠肝组织中人白蛋白（ALB）、甲胎蛋白（AFP）、CK18和CK19的表达水平，证实了移植细胞分化为未成熟肝细胞（上皮样细胞），然后动态分化成熟为肝细胞样细胞 [21]。
当与生长因子或细胞因子如肝细胞生长因子 (HGF)、表皮生长因子 (EGF)、成纤维细胞生长因子 (FGF)、白细胞抑制剂、IL-6、制瘤素 M (OSM) 、地塞米松 (Dexa)、烟酰胺和胰岛素转铁蛋白硒 (ITS)等一起培养时，MSC可以分化成肝细胞样细胞 [22]。
MSCs分化的肝细胞样细胞可以作为功能性干细胞吗？
大仓等人发现从脂肪来源（AD）-MSCs分化的肝细胞样细胞表现出肝细胞的功能特征，包括ALB的表达，尿素的分泌，细胞色素P450的活性，低密度脂蛋白的摄取和糖原的储存[23]。然而，坎帕德等人发现从UC-MSCs分化而来的肝细胞样细胞缺乏肝细胞石蜡1、肝细胞核因子4等各种肝脏标志物，表明它们没有达到成熟肝细胞的水平[24]。值得注意的是，从MSCs转分化的肝细胞样细胞仅占肝脏总体积的一小部分。因此，应开发更有效的促进肝组织分化的方法，以增强MSCs治疗肝病的疗效。
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间充质干细胞的免疫调节能力
受损肝组织中的免疫失调被认为是纤维化和肝功能衰竭的主要原因。最近的研究表明，间充质干细胞通过先天性和适应性免疫反应的细胞间接触或旁分泌调节发挥免疫调节活性。
巨噬细胞在先天免疫中起重要作用。M1/M2极化的不平衡是肝损伤和纤维化的关键。一般来说，MSCs倾向于抑制M1（促炎亚型）并诱导M2（抗炎亚型），从而促进炎症消退和组织再生。活化的MSC通过前列腺素E2 (PGE2)、吲哚胺-2、环氧合酶2 (COX2)、3-双加氧酶 (IDO)、TGF-β1和IL-6促进M2型单核细胞 (M0) 极化 [25 , 26 , 27]。李等人研究表明 BM-MSCs通过促进Hippo信号通路介导巨噬细胞极化重编程为抗炎M2表型[13]。树突状细胞(DC)是先天免疫系统的主要成分，它们处理呈递给T细胞的抗原。MSCs抑制DCs的分化、成熟和迁移，这是由MSCs分泌的PGE2、IDO、HGF、TGF-β和一氧化氮 (NO) 等可溶性因子介导的[28 , 29 , 30]。自然杀伤 (NK) 细胞在针对入侵病原体的一线免疫防御、肝脏炎症的调节和循环淋巴细胞的募集中发挥关键作用。斯帕贾里等人证实MSCs可以通过分泌IDO和PGE2来抑制NK细胞 [31]。此外，间充质干细胞可通过分泌TGF-β1，抑制NK细胞体外细胞毒性，有效降低丙氨酸氨基转移酶和促炎细胞因子的水平，减少细胞浸润和肝脏中的炎症细胞 [32]。
T淋巴细胞和B淋巴细胞是适应性免疫的主要参与者。如上所述，MSCs通过抑制DC成熟来降低T细胞活化。MSCs还显著抑制活化T细胞的增殖，主要是通过在细胞G0/G1周期阻断T细胞，而不是通过诱导T细胞凋亡 [33]。研究表明，MSCs对T细胞增殖和活化的抑制作用是通过分泌多种可溶性分子如NO、PGE2、IDO、HGF、IL-10、人白细胞抗原-G（HLA-G)、半乳凝素 (Gal)、CC趋化因子配体2 ( CCL2 )、血红素加氧酶 1 (HO-1)和TGF - β1 [34、35、36、37]。MSCs分泌的PD-L1和PD-L2还可以抑制CD4+ T细胞活化并诱导不可逆的T细胞低反应性[38]。MSCs分泌的基质金属蛋白酶 (MMPs)，特别是MMP2 和MMP9，也通过下调响应性T细胞表面的CD25表达来促进MSCs的抑制活性 [39]。柳等人表明MSC通过LKB1-AMPK-mTOR通路抑制CD25翻译来抑制T细胞 [14]。此外，张等人发现人胎盘(hP)-MSCs可以通过调节Nrf2和NF-κB信号通路之间的串扰来抑制 CD4+IL-10+T 细胞中PD-1的表达并减轻移植物抗宿主病小鼠模型中的肝损伤[15]。
调节性T细胞 (Tregs) 在急性肝炎期间抑制免疫细胞介导的肝细胞损伤方面发挥着至关重要的作用[40]。严等人发现与MSCs共培养的Tregs诱导更强的免疫抑制，这可能是由MSCs分泌的IL-10介导的[41]。Toll样受3和受体4在MSCs中高表达，可通过Notch信号通路诱导Tregs分化[16]。此外，许多可溶性因子（如PGE2、HLA-G5和TGF-β）也在 MSCs 诱导的 Tregs 分化中发挥重要调节作用，从而抑制免疫细胞活化 [42]。B淋巴细胞通过呈递抗原和作为抗体产生细胞参与维持适应性和体液免疫。间充质干细胞可以抑制B细胞的分化、增殖、活化和抗体产生 [43]。MSCs衍生的CC趋化因子配体2 (CCL2) 通过抑制 STAT3激活和诱导配对box5表达来抑制B细胞增殖和B细胞中的抗体产生[44]。MSC衍生的白细胞介素1受体拮抗剂 (IL1Ra) 和PD-L1抑制B细胞的分化并诱导巨噬细胞向M2表型极化 [45 , 46]。
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值得注意的是，不同来源的MSCs表现出不同的免疫调节特性。梅利夫等人发现骨髓（BM）-MSCs和AD-MSCs显示出相同的免疫表型和多种体外分化能力。然而，AD-MSCs在相同的细胞数下表现出更高水平的细胞因子分泌（IL-6和TGF-β1）。然而，造成这种差异的原因仍不清楚 [47]。
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间充质干细胞的抗肝纤维化作用
在慢性肝损伤中，受损肝脏分泌的促纤维化因子促进肝星状细胞 (HSC) 的活化和增殖，随后转化为肌成纤维细胞。肌成纤维细胞合成细胞外基质(ECM)并释放大量金属蛋白酶组织抑制剂(TIMP)-1，可减少ECM降解并最终通过抑制间质胶原酶活性诱导ECM积累。体内和体外实验表明，间充质干细胞主要通过旁分泌信号发挥抗纤维化作用。间充质干细胞分泌多种可溶性分子，如HGF、TNF-α、TNF-β3和IL-10，以抑制HSC活化并减少胶原蛋白的产生[21]。间充质干细胞还可以通过释放肿瘤坏死因子α刺激基因6（TSG-6）抑制HSC活化，在体外诱导HSCs转化为干细胞样细胞，改善小鼠肝损伤[48]。多种信号通路，如TGF-β/Smad、PI3K/Akt、Notch和Wnt/β-catenin，在HSC的激活和肝纤维化的进展中起关键作用[49 , 50 , 51]。研究发现，间充质干细胞可通过分泌乳脂球-表皮生长因子-8（MFGE-8，一种抗纤维化蛋白）来抑制TGF-β信号，减少ECM沉积和肝纤维化[17]。另一项研究还表明，BM-MSCs通过抑制TGF-β/Smad信号通路，强烈抑制硫代乙酰胺诱导的肝纤维化进程 [18]。此外，MSC可通过上调Notch 1表达、下调PI3K/Akt或Wnt/β-catenin通路直接抑制HSC增殖，从而缓解肝纤维化[19 , 20]。
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间充质干细胞在肝病治疗中的临床应用现状及挑战
如上所述，大量临床前证据证实MSC可以促进肝脏再生，这似乎是治疗肝脏疾病的一种有前途的方法。越来越多的临床试验证据进一步证实了MSCs在治疗肝脏疾病方面的作用，特别是肝硬化和急慢性肝衰竭 (ACLF)。张等人证明UC-MSCs显着减少失代偿期肝硬化患者的腹水，显着改善肝功能，表现为血清ALB和总胆红素水平升高，终末期肝病评分降低 [52]。Huan等人进行的I期临床试验，表明GXHPC1（一种含有从自体中分离和扩增的人类AD-MSCs的细胞产品）显著改善了肝功能以及METAVIR评分、Child-Pugh评分、终末期肝病模型（MELD）评分和质量肝硬化患者的生活[53]。进行了一项II期临床试验，以确定BM-MSC移植治疗酒精性肝硬化的抗纤维化作用 [54]。结果显示，BM-MSCs治疗改善了Child-Pugh评分并显著降低了TGF-β1、I型胶原和α-平滑肌肌动蛋白水平。此外，还进行了另一项开放标签、多中心、随机II期临床试验，以评估BM-MSC移植治疗酒精性肝硬化的安全性和临床疗效 [55]。结果表明，BM-MSCs显著减少了肝纤维化的面积并提高了Child-Pugh评分。自体MSC输注也显示出对HCV相关终末期肝病的肝合成功能和肝纤维化的有益作用[56]。此外，间充质干细胞还可用于治疗原发胆汁性肝硬化和自身免疫性疾病引起的肝硬化 [57,58,59]。
MSCs治疗肝病的临床试验
进行了一项I-II期随机临床试验，以评估BM-MSCs在2期和3期ACLF患者中的初始疗效和安全性[60]。结果显示，完成整个MSC输注方案的患者的Child-Pugh评分、MELD评分和ACLF评分显著改善。林等人招募了110名HBV相关ACLF患者，每周输注1.0-10×105个细胞/kg，连续4周[61]。随访24周，MSC组的累积生存率明显高于标准药物治疗组，而MSC组的严重感染发生率和多器官衰竭死亡率远低于对照组（标准内科治疗组）。Shi等人在I/II期试验中获得了一致的结果。[62]此外，Casiraghi等人进行了一项开放标签和随机Ib/IIa期临床试验，该试验支持在肝移植受者移植前输注MSCs的安全性，并诱导外周血中免疫调节性T细胞和NK细胞的轻微阳性变化[63]。这些研究表明，MSC疗法可安全用于肝病患者。
然而，一项随机安慰剂对照试验显示，MSC组和安慰剂组在Child-Pugh评分、MELD-Na评分、血清ALB、国际标准化比值、血清转氨酶和肝体积的绝对变化方面没有显著差异。月随访 [64]。此外，彭等人发现使用自体BM-MSCs治疗慢性乙型肝炎相关肝衰竭患者并没有显著改善长期预后 [65]，然而，该研究仅涉及少数患者，迫切需要进一步的随机对照试验来评估更多的患者，以确认MSCs在治疗肝病方面的疗效。自体MSCs在体内的肝细胞样细胞转分化率和存活率低引起了广泛关注。石等人发现在猪急发性肝衰竭模型的门静脉输注BM-MSCs 7天后，人肝细胞仅占猪肝细胞的4.5% [67]。值得注意的是，由于MSCs的归巢能力较差，这些细胞在肝脏中无法达到有效数量，这也可能导致其疗效不佳。Kantarcıoğlu等人对移植BM-MSCs的肝硬化患者进行了一系列肝活检，这表明足够数量的BM-MSCs没有到达肝脏[66]。接下来，我们将重点关注机制以及如何改善MSCs的归巢能力以增强其在肝病中的治疗效果。
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间充质干细胞的归巢机制
间充质干细胞可以归巢于受损组织部位，这是其在全身性疾病治疗中应用的前提[68]。MSCs 的归巢能力由Saito等人于2002年首次提出[69]。随后，大量研究的大量证据表明，移植到人体的外源性间充质干细胞优先被靶组织的血管系统捕获，然后通过血管内皮细胞迁移到靶组织，这与配备“GPS”的细胞相似[70]。特别是缺血性损伤的组织可以吸引MSCs，这些MSCs可以归巢于受损组织，在那里它们发挥治疗作用。然而，与白细胞迁移到炎症部位的过程不同，MSC归巢的机制尚不清楚。一般来说，MSC归巢可以分为非系统归巢和系统归巢[71]。非全身归巢是指将MSCs局部移植到受伤部位，MSCs的系统归巢由受损或发炎组织释放的归巢促进因子引导，类似于循环白细胞向炎症部位的迁移，分为五个连续步骤：（1）滚动，（2）激活，（3 ）牢固的粘附，（4）爬行，和（5）跨内皮迁移（图2）。
MSCs的归巢机制。示意图总结了促进MSC归巢的每个环节的分子机制
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促进MSC归巢治疗肝病的策略
MSCs要发挥其多种生物学功能，需要足够数量的活细胞到达受损组织，这是MSCs治疗的基础。然而，将MSCs转移到损坏或功能丧失的部位是困难的。这可能部分与MSC过度传代后干性丧失有关。MSCs 在体外扩增过程中逐渐失去或减少归巢分子（如CXCR4）的表达[95]。MSCs体外老化和细胞间氧化损伤的积累，也会影响细胞增殖和归巢率 [96]。不同途径移植的MSCs归巢率也不同 [97]。此外，发现大多数MSC在外周静脉移植后被困在肺部[98]。如今，已采用各种策略来提高MSCs的归巢率，以提高其治疗肝病的疗效。
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MSC移植途径
移植途径的选择可能直接影响肝脏定植的移植细胞数量，进而影响治疗效果。也许最直接的改进方法是在肝脏或肝脏附近输注MSCs（非全身归巢），而不是传统的静脉输注（全身归巢）。目前临床上细胞移植的方法主要有肝动脉灌注、门静脉移植、肝内注射、脾内注射、外周静脉移植、腹腔内注射（图3）。尽管研究证实不同的MSC移植途径可以治愈不同的肝损伤，但对这些MSC移植途径的比较研究很少 [99]。桑等人比较了MSC移植治疗外周静脉、门静脉、肝动脉和腹腔内急性肝功能衰竭 (ALF) 的效果 [100]。结果表明，MSCs的门静脉移植优于其他移植方法，因为它显着改善了肝功能，抑制了细胞凋亡，延长了生存期。孙等人还比较了四种BM-MSC移植途径门静脉、肝动脉、尾静脉和腹腔注射治疗ALF的有效性。然而，植入途径中血管的选择并不影响治疗效果，只是腹腔内移植MSCs没有治疗效果 [101]。肝内注射似乎是移植MSCs的理想途径，因为它可以有效减少循环中滞留的细胞数量。研究发现，腹腔注射的动物显示，MSCs来源的肝细胞优先分布在门静脉周围，而肝内注射则导致广泛分布于整个肝实质 [102]。一些研究人员还提出，肝动脉注射是最好的输注途径，并显示出更好的归巢效果 [103]。此外，血管通畅可能是MSC成功归巢至靶组织的重要因素。汤川等人发现肝素和MSCs联合使用显着减少AD-MSCs在肺中的积累，并有效增加了移植的AD-MSCs在肝脏中的积累[104]。然而，目前对MSC移植途径的研究存在一些潜在的局限性。MSCs治疗肝病的最佳应用途径尚需进一步探索，相关机制尚不完全清楚。
肝病中MSC移植的各种途径。动物实验和临床试验中MSC注射途径概述
预处理MSCs和优化培养条件
由于MSC在体外扩增过程中会丢失或下调归巢分子的表达，因此研究人员试图通过预处理细胞或优化培养条件来治疗肝病来改善MSC的归巢。用雷帕霉素预处理的UC-MSCs可以通过增强免疫抑制和增强CXCR4表达来增强这些细胞的归巢和迁移能力，从而增强对肝脏缺血/再灌注损伤的保护[105]。褪黑素预处理还可以通过下调TGF-β1和Bax的表达来改善BM-MSCs归巢，同时上调MMPs和BCL2的表达，并减少肝纤维化中胶原蛋白和脂质的积累[106 , 107]。静脉麻醉药右美托咪定和咪达唑仑或热休克预处理也可以提高MSCs的迁移能力，增加MSCs归巢于缺血/再灌注损伤组织的数量，从而显著改善肝功能 [108 , 109]。Hajinejad等人发现白藜芦醇显著促进肝硬化肝脏中AKTs和CXCL12（SDF-1）的表达，SDF-1α预处理可以增加BM-MSCs中CXCR4和MMP9的水平，两者都可以显著促进MSCs向肝组织归巢并减少它们在肺和脾中的积累[110]。HGF 预处理可以通过上调 MSCs中c-Met 和磷酸化Met的表达来促进MSC归巢至受损肝脏，从而介导MSC诱导的肝脏修复[111]。IL-1β预处理可以增强MSC归巢，至少部分是通过增加 CXCR4 的表达和进一步提高MSC在ALF中的功效 [112]。用丁子香酚预处理AD-MSCs可增强它们的归巢和增殖能力以及它们治疗大鼠肝纤维化的能力[113 , 114]。然而，虽然MSCs的缺氧预处理已被证明可以增强肝病治疗的治疗效果，但需要研究探索缺氧预处理的MSCs是否可以提高肝病中受损肝脏的归巢率。
MSCs在扩增过程中不可避免地会经历快速老化，显着影响其归巢和旁分泌功能。崔等人发现第三代MSCs增长最快，然后逐渐下降 [115]。细胞因子分泌在长时间培养过程中逐渐减少，在第7代和第9代观察到最显著的减少。IL-6和VEGF表达的逐渐减少似乎与培养过程中的生长速率下降有关。Moghadam 等人还观察到在传代培养过程中BM-MSCs中VCAM1和IL-6的表达降低 [116]。在AD-MSCs中，IL-10的mRNA水平在后代中与第3代相比降低。因此，MSCs的长期培养可能会逐渐导致增殖能力和分化潜能的丧失，而早期传代的MSCs表现出稳定性和更有效的抗炎特性，可能会对患者产生有益的影响。此外，培养密度可能会影响 MSCs 的迁移能力。贝克尔等人发现高培养融合增加了TIMP-3的产生并减少了MSCs 的跨内皮迁移 [117]。然而，Kim 等人。发现增殖相关基因在低密度 MSCs 中高表达，而高密度（约90%汇合）MSCs高表达几种细胞因子、趋化因子和生长因子相关基因，参与免疫抑制、迁移和受损组织的重建[118]。因此，尚不清楚MSC培养的最佳密度是否适合治疗应用。与其他细胞共培养也会影响MSCs的迁移能力。冉等人与羊膜上皮细胞共培养羊膜来源的MSCs (AMSCs)，观察到AMSCs表面的CXCR4上调，这些细胞的体外迁移能力增强 [119]。活化的内皮细胞可以通过直接接触或旁分泌调节来提高 MSCs的分化潜能和迁移活性 [120]。此外，MSCs与支持细胞共培养可上调MSCs中归巢基因（如CXCR4和MMP2）的表达 [121 , 122]。上述结果表明，无论是预处理还是优化MSC培养条件都可以提高细胞归巢效果。
基因修饰
MSCs的归巢过程主要由配体和受体之间的相互作用介导。改变 MSCs 上受体/配体的表达水平是提高靶组织内归巢效率的潜在方法。HGF和c-Met的过表达可有效促进MSCs归巢至肝损伤部位，从而提高MSCs治疗ALF的修复效果[123 , 124] 。CXCR4的表达增加了MSC在肝移植中的动员和植入，并提高了它们对肝细胞增殖的影响 [125]。VEGF165-MSCs 的归巢和定植率也增加，从而显著改善ALF大鼠的肝损伤和促进肝再生 [126]。转染 Akt1 的BM-MSCs在受损肝脏中表现出更好的归巢能力和更长的持久性，并在体内和体外显示出生存优势和增强的免疫调节功能 [127]。此外，microRNA-27b 的过表达可以通过直接下调 SDF-1α 的表达来抑制原代培养的 CRCX4 阳性 MSCs 的定向迁移[128]。在体内和体外迁移试验中，过表达色素上皮衍生因子的 BM-MSCs 显示出优先归巢于肝细胞癌，并显著抑制原发性肝肿瘤的生长和肺转移瘤的发展 [129]。上述研究表明，过表达的 MSCs 受体或配体可通过与受损组织释放的特定细胞因子相互作用，直接促进MSC归巢至靶组织。
MSC动员的其他策略
通过细胞表面工程可以提高MSCs的归巢能力。廖等人使用生物正交点击反应修饰 AD-MSC表面的LSEC靶向肽RLTRKRGLK (RK) [130]。与未修饰的AD-MSCs相比，RK修饰的AD-MSCs表现出显著更高的肝脏蓄积，从而获得更好的治疗效果。黄等人证明脂质偶联肝素包被的AD-MSCs在小鼠ALF模型中具有更高的肝脏靶向递送效率，并显著增强肝脏再生和抗炎作用 [131]。
肝脏的局部微环境对于MSC归巢很重要。除了上述方法之外，靶组织的修饰可以促进MSC 归巢。维托里奥等人。将载有碳纳米管的MSCs注射到大鼠的门静脉中，以探索碳纳米管施加的磁力对MSC归巢的影响 [132]。结果表明，碳纳米管可以在体内和体外引导MSCs向磁源迁移，增加其在肝组织中的移植和归巢。纳西尔等人发现使用IL-6预处理纤维化肝脏以改善肝脏微环境显著促进MSCs归巢并减少纤维化和细胞凋亡 [133]。邵等人移植前4天照射肝硬化组织的右肝（15 Gy）。这种初步的肝脏照射显著促进了 BM-MSCs的归巢和再增殖，并显著改善了大鼠模型中的肝纤维化 [134]。超声靶向微泡破坏疗法有效地诱导了有利于细胞植入的微环境，从而改善了BM-MSCs的肝脏归巢，这可能是通过上调粘附分子和细胞因子表达来介导的 [135]。孙等人证实BM-MSCs-HGF和超声靶向微泡破坏技术的联合应用进一步促进了BM-MSCs的归巢，更重要的是，进一步提高了它们对肝纤维化的反应[136]。外部刺激，如机械拉伸、生理直流电场、无创脉冲聚焦超声和生物支架等，可以控制或诱导间充质干细胞的直接迁移。然而，它们是否可以通过促进MSC归巢来提高肝病治疗的疗效需要进一步研究。
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结论和展望
许多研究表明，间充质干细胞可通过多种机制在肝病治疗中发挥治疗作用：（1）抑制肝细胞凋亡，促进肝细胞再生，（2）旁分泌多种细胞因子协同保护肝纤维化，（3）调节免疫力，减轻炎症反应，恢复机体稳态。
多项临床试验验证了间充质干细胞对肝病的治疗效果。然而，一些临床研究表明，只有一定数量的输注MSCs归巢于肝脏，需要更深入研究以确定MSC归巢的相关机制，并探索提高MSC治疗效果的新策略。
提高MSCs的归巢能力可能是其治疗效果的关键。MSC 归巢是一个由特定分子相互作用介导的多步骤过程。尽管自1970年代以来一直在研究归巢，但仍有许多未知尚未探索。大量研究集中在促进MSCs的归巢能力以提高肝病治疗的疗效，主要从以下四个方面入手。(1)移植途径：MSC移植途径的选择可能直接影响移植细胞在肝脏的定植。MSCs外周静脉输注简便、经济、可多次进行；然而，细胞定植于肝脏的比例很低，因此这种方法适用于同种异体MSC。门静脉途径可能加重门静脉高压，导致出血风险。因此，门静脉注射可能更适合没有门静脉高压风险的患者。MSCs的非系统归巢也可以通过肝或脾穿刺注射来实现；但每次注射量有限，肝硬化患者存在出血和肝破裂的风险。肝动脉注射通常用于自体MSC移植，MSCs可以直接注射到肝脏中，尽管这种方法不适合多次治疗。MSC移植途径的研究仍然存在局限性。可能需要考虑肝病患者的具体情况，以进一步评估不同类型患者最适合的给药途径。(2)MSCs培养条件的预处理或优化：应用前对培养条件进行预处理或优化是提高MSCs治疗效果的有效方法。虽然预处理或培养条件的优化可以成功提高MSCs治疗肝病的疗效，但也会影响MSCs的表型和旁分泌功能，因此在其未来的临床应用之前还需要进一步探索。(3) 修饰MSCs以增强归巢能力：通过基因编辑或化学修饰修饰MSCs是一个较为活跃的研究领域；然而，这些方法可能会引起生物安全问题，需要进行几项临床前研究来探索其安全性和有效性。(4)修饰靶组织：修改目标组织以使其更具吸引力似乎是一种有前途的方法。研究证实，将归巢因子注入靶组织、对靶组织进行基因改造、辐射或超声技术可增强MSC归巢，但关于肝病的研究较少。此外，传递细胞因子的生物活性支架可以作为MSCs的“归巢信号”，但需要进一步优化安全性和成本问题[81].
尽管归巢不良可能是实施基于MSC的疗法的主要限制，但其他因素也会影响其应用潜力。目前，缺乏统一的MSCs临床应用规范。细胞来源、剂量、途径、最佳输注时间、疗效等在各种临床试验中都显示出一些不一致的结果。新鲜分离的MSCs具有很强的归巢效率和组织修复作用，而临床实验中使用的MSCs通常是冷冻保存的，这会损害MSCs的归巢能力，缩短其在体内和组织修复的耐久性。不同组织来源的间充质干细胞具有不同的生物学特性和分化能力。还应考虑来自不同来源的MSC与靶组织之间的亲和力。所以，需要使用MSC治疗肝病的标准化方法。此外，MSC治疗与医源性肿瘤、细胞栓塞和血栓形成的风险相关。然而，在恶性肿瘤的情况下MSC移植的安全性需要进一步分析，因为MSC通过类似的归巢机制归巢于肿瘤部位。迄今为止，美国食品药品监督管理局 (FDA) 或欧洲药品管理局 (EMA) 已批准多种MSC 制剂（如Osteocel、Stemirac和Alofisel）用于治疗多种疾病。但值得注意的是，在已上市的MSC制剂中，全球首个干细胞药物Prochymal每疗程定价20万美元，Stemirac每疗程定价约13.5万美元，Temcell每疗程定价约12万美元。由于无法说服政府和保险公司报销费用，Chondrocelect等干细胞产品在欧盟的退市或停牌受到了相当大的关注。因此，MSC制剂的药物经济学仍然是当前干细胞研究的关键课题。
总之，我们描述了间充质干细胞治疗肝病的应用前景。然而，需要进一步的研究来研究 MSCs 的归巢机制和改善归巢的各种策略。
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