Muse細胞生長過程示意圖

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Muse細胞的特點

1.三胚層分化的能力：muse細胞表達nanog、oct3/4和sox2等乾性標誌物，可以單細胞成集落，可以分化為內胚層（如肺、肝、胰腺）、中胚層（如心臟、腎臟、骨骼、血管）和外胚層（如神經組織和表皮）的各種細胞。

2.強大的壓力耐受能力：muse細胞高表達Serpins和14-3-3蛋白，Serpins具有蛋白酶抑制劑的功能，14-3-3蛋白是一個30kDa的高保守酸性蛋白分子，可以在壓力環境下保持蛋白結構的穩定和功能，這使得muse細胞可以在長達8小時的胰酶消化環境中活下來。

3. 獨特的受損組織歸巢能力：Muse細胞表達鞘氨醇-1-磷酸(S1P)的受體，S1P由受損細胞大量產生，促使muse細胞選擇性地歸巢到受損組織，這是區別於non-muse細胞的一種特有機制。

4.原位分化能力：歸巢的muse細胞快速自發地在原位分化為受損組織的組成細胞，以取代受損或凋亡細胞的方式，修復受損的組織。試驗證實muse細胞的歸巢能力明顯好於MSC，這使其僅顺利获得靜脈注射就能到達受損部位，從而無需手術、微創或介入等複雜的操作。

5.抗炎能力：Muse細胞具有特殊的免疫調節能力，高表達HLA-G和IDO，使得msue細胞可以抵抗體液免疫和細胞免疫，這個特性允許異體muse細胞可以不需HLA配型或免疫抑制處理，就可以直接給藥。在一項心肌梗死兔模型實驗中，87.5%的muse細胞在體內表達HLA-G，而僅有20%的MSC表達HLA-G，並且這些muse細胞分化的細胞在體內存活了6個月以上。

6.非致瘤性：muse細胞的端粒酶活性明顯低於iPS和Hela細胞，在長達6個月的免疫缺陷小鼠的體內實驗中，未發現腫瘤的形成。

表1. Muse細胞與MSC中的非muse細胞的區別

Muse細胞特性

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Muse細胞的臨床前研究

现在已經用異體muse細胞，顺利获得靜脈注射的方式，進行了如下疾病的臨床前研究：心肌梗死、中風、大皰性表皮鬆解症、脊髓損傷、圍產期缺氧缺血性腦病和肌萎縮性脊髓側索硬化症。Muse細胞有希望突破現有的細胞對神經系統疾病治療的局限性，比如肌萎縮性脊髓側索硬化症、脊髓損傷。

1.肌萎縮側索硬化症（ALS）

肌萎縮性側索硬化症是一種致命的神經退行性疾病，通常在中年以後發生。運動神經元選擇性地退化，導致肢體無力和肌肉萎縮、發音障礙和吞咽障礙，呼吸肌麻痹引起的呼吸衰竭，ALS患者通常在發病後3-5年內死亡。

ALS與Cu/Zn超氧化物歧化酶（SOD1）的突變有關，在一項ALS小鼠模型實驗中，靜脈注射的muse細胞可以到達脊髓，而msc沒有到達。接受Muse細胞的小鼠在旋轉試驗、掛絲試驗和下肢肌力方面均有顯著改善，且都明顯好於msc組和vehicle組。

2.中風

中風定義為由腦出血或腦缺血導致的血管併發症引起的突發性神經功能缺損，是世界上第二大最常見的死亡原因，也是導致殘疾的主要原因。在幾種類型的中風中，有兩種模型，短暫性腦中動脈閉塞模擬大腦梗死和腔隙性梗死，其中在皮質脊髓束中誘導一個小的皮質下梗死產生純運動麻痹，用於Muse細胞的臨床前研究。

在亞急性和慢性期腔隙梗塞模型小鼠靜脈注射人骨髓muse細胞或人muse細胞產品CL2020後，muse細胞選擇性歸巢到梗塞區域，自發分化為NeuN+、MAP-2+神經元細胞和GST-pi+的少突膠質細胞，在梗死組織中停留達4個月，並以劑量依賴的方式觀察到具有統計學意義的恢復。在急性期大鼠短暫性大腦中動脈閉塞模型中，人真皮muse細胞特異性地定位於梗死周圍區域，自發表達神經祖細胞標誌物NeuroD、Mash1和雙皮質激素，並在第3天觀察到延長的神經突起。在第7天，他們表達了成熟的神經元標記物MAP-2和NeuN，並且延伸的神經元突起相互連接。3個月時，Muse細胞以神經元細胞（~60%）和少突膠質細胞（~20%）的形式整合到組織中。令人印象深刻的是，順行和逆行標記實驗表明，從Muse細胞分化出來的神經元細胞與運動皮層神經元連接新的突觸，其神經突起被併入錐體束，甚至錐體交叉，重建運動迴路。Muse細胞來源的神經突起中谷氨酸能神經元標記物呈陽性。Muse細胞也重建了感覺迴路，人muse細胞在3個月時整合到同側感覺皮層，並在突觸處表達突觸素。Muse組的感覺系統恢復顺利获得感覺誘發電位實驗得到證實，感覺誘發電位的振幅明顯高於對照組（MSC、non-Muse MSC、Vehicle組）。

3.缺血缺氧性腦病

7日齡大鼠接受左頸動脈結紮，然後暴露於8%氧60 min，72小時後靜脈注射人muse細胞和non-Muse MSC細胞，無免疫抑制劑。Muse細胞在2周和4周時選擇性地分佈到損傷的大腦，並在6個月時表達神經元（NeuN和MAP-2）和少突膠質細胞（GST-pi）標記物。相比之下，non-Muse MSC細胞在4周內在體內檢測不到，因此沒有檢測到它們的神經分化。在這項研究中特別值得注意的是，在注射後2天進行的磁共振波譜顯示，Muse組的同側大腦中過量的大腦谷氨酸代謝物顯著減少。Muse細胞治療組在多達5個月的時間內也表現出了運動和認知功能的顯著改善。除了顺利获得自發分化和功能恢復替代受損的神經細胞外，該研究新證明了Muse細胞有能力調節谷氨酸代謝和減少梗死腦組織中小膠質細胞的激活。

《中國神經再生研究（英文版）》雜誌2023年1期

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Muse細胞的臨床研究

日本三菱化學控股公司的科学生命研究所有限公司正在將一種名為CL2020的臨床級muse細胞產品進行臨床研究。基於臨床前研究中顯示的安全性和有效性，现在正在進行6項使用靜脈注射供體-CL2020的臨床試驗。目標為急性心肌梗死（2018年2月開始）、缺血性卒中（2018年9月）、大皰性表皮鬆解症（2018年12月）、脊髓損傷（2019年7月）、新生兒低氧缺血性腦病（2020年1月）和ALS（2021年1月）。

Muse細胞的首次人體試驗在3例急性心肌梗死患者中進行。在本試驗中，在梗死發生後1天靜脈灌注1.5×107臨床級muse細胞CL2020（2.1±0.1×105細胞/kg）。顺利获得左心室射血分數和心室壁運動指數評分顯示，在CL2020治療後，心臟功能從40%顯著改善到52%。這項首次人體試驗主要表明了muse細胞治療人類疾病的安全性和有效性。现在，一項2-3期隨機、雙盲的多中心臨床實驗正在進行。

一項針對腦梗患者的臨床試驗顯示，在窗口期內靜脈注射muse細胞藥物（CL2020）後52周，31.8%（7/22）的患者恢復到疾病前的狀態，比如恢復工作，而對照組無一例有此效果。

一項針對成人大皰性表皮鬆解症的1/2期開放標記臨床研究中，5例患者接受單次注射CL2020，潰瘍大小顯著減小長達3個月，差異有統計學意義。

基於Muse細胞的產品在肌萎縮側索硬化症患者中的安全性和臨床效果：II期臨床試驗結果：對於ALS患者多次使用CL2020沒有安全問題相關的顧慮。在ALS患者中多次使用有潛力阻止這些患者症狀的惡化。

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總結

1）现在看到的研究和臨床研究均來自日本，其他國家很少有深入和更多的研究，而且日本研究的方向都集中在心腦血管為主，比如腦梗，中風，心梗，MUSE具備更強的血腦屏障穿透力嗎？现在只看到動物實驗的結果，其原理還需要更深入的研究。

2）MUSE細胞的自我更新能力+三胚層分化能力+不發生免疫排斥 ，這三個特性結合到一起，這種看起來的優勢在臨床上是否有長期風險還需要時間驗證（现在是動物實驗6個月沒有發現致瘤性）。

主要參考文獻

Yamashita, T.; Kushida, Y.; Abe, K.; Dezawa, M. NonTumorigenic Pluripotent Reparative Muse Cells Provide a New Therapeutic Approach for Neurologic Diseases. Cells 2021, 10, 961. http:// doi.org/10.3390/cells10040961.

Velasco, M.G.; Satué, K.; Chicharro, D.; Martins, E.; Torres-Torrillas, M.; Peláez, P.; Miguel-Pastor, L.; Del Romero, A.; Damiá, E.; Cuervo, B.; et al. Multilineage-Differentiating Stress-Enduring Cells (Muse Cells): The Future of Human and Veterinary Regenerative Medicine. Biomedicines 2023, 11, 636. http://doi.org/10.3390/biomedicines11020636.