Muse细胞生长过程示意图

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Muse细胞的特点

1.三胚层分化的能力：muse细胞表达nanog、oct3/4和sox2等干性标志物，可以单细胞成集落，可以分化为内胚层（如肺、肝、胰腺）、中胚层（如心脏、肾脏、骨骼、血管）和外胚层（如神经组织和表皮）的各种细胞。

2.强大的压力耐受能力：muse细胞高表达Serpins和14-3-3蛋白，Serpins具有蛋白酶抑制剂的功能，14-3-3蛋白是一个30kDa的高保守酸性蛋白分子，可以在压力环境下保持蛋白结构的稳定和功能，这使得muse细胞可以在长达8小时的胰酶消化环境中活下来。

3. 独特的受损组织归巢能力：Muse细胞表达鞘氨醇-1-磷酸(S1P)的受体，S1P由受损细胞大量产生，促使muse细胞选择性地归巢到受损组织，这是区别于non-muse细胞的一种特有机制。

4.原位分化能力：归巢的muse细胞快速自发地在原位分化为受损组织的组成细胞，以取代受损或凋亡细胞的方式，修复受损的组织。试验证实muse细胞的归巢能力明显好于MSC，这使其仅通过静脉注射就能到达受损部位，从而无需手术、微创或介入等复杂的操作。

5.抗炎能力：Muse细胞具有特殊的免疫调节能力，高表达HLA-G和IDO，使得msue细胞可以抵抗体液免疫和细胞免疫，这个特性允许异体muse细胞可以不需HLA配型或免疫抑制处理，就可以直接给药。在一项心肌梗死兔模型实验中，87.5%的muse细胞在体内表达HLA-G，而仅有20%的MSC表达HLA-G，并且这些muse细胞分化的细胞在体内存活了6个月以上。

6.非致瘤性：muse细胞的端粒酶活性明显低于iPS和Hela细胞，在长达6个月的免疫缺陷小鼠的体内实验中，未发现肿瘤的形成。

表1. Muse细胞与MSC中的非muse细胞的区别

Muse细胞特性

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Muse细胞的临床前研究

目前已经用异体muse细胞，通过静脉注射的方式，进行了如下疾病的临床前研究：心肌梗死、中风、大疱性表皮松解症、脊髓损伤、围产期缺氧缺血性脑病和肌萎缩性脊髓侧索硬化症。Muse细胞有希望突破现有的细胞对神经系统疾病治疗的局限性，比如肌萎缩性脊髓侧索硬化症、脊髓损伤。

1.肌萎缩侧索硬化症（ALS）

肌萎缩性侧索硬化症是一种致命的神经退行性疾病，通常在中年以后发生。运动神经元选择性地退化，导致肢体无力和肌肉萎缩、发音障碍和吞咽障碍，呼吸肌麻痹引起的呼吸衰竭，ALS患者通常在发病后3-5年内死亡。

ALS与Cu/Zn超氧化物歧化酶（SOD1）的突变有关，在一项ALS小鼠模型实验中，静脉注射的muse细胞可以到达脊髓，而msc没有到达。接受Muse细胞的小鼠在旋转试验、挂丝试验和下肢肌力方面均有显著改善，且都明显好于msc组和vehicle组。

2.中风

中风定义为由脑出血或脑缺血导致的血管并发症引起的突发性神经功能缺损，是世界上第二大最常见的死亡原因，也是导致残疾的主要原因。在几种类型的中风中，有两种模型，短暂性脑中动脉闭塞模拟大脑梗死和腔隙性梗死，其中在皮质脊髓束中诱导一个小的皮质下梗死产生纯运动麻痹，用于Muse细胞的临床前研究。

在亚急性和慢性期腔隙梗塞模型小鼠静脉注射人骨髓muse细胞或人muse细胞产品CL2020后，muse细胞选择性归巢到梗塞区域，自发分化为NeuN+、MAP-2+神经元细胞和GST-pi+的少突胶质细胞，在梗死组织中停留达4个月，并以剂量依赖的方式观察到具有统计学意义的恢复。在急性期大鼠短暂性大脑中动脉闭塞模型中，人真皮muse细胞特异性地定位于梗死周围区域，自发表达神经祖细胞标志物NeuroD、Mash1和双皮质激素，并在第3天观察到延长的神经突起。在第7天，他们表达了成熟的神经元标记物MAP-2和NeuN，并且延伸的神经元突起相互连接。3个月时，Muse细胞以神经元细胞（~60%）和少突胶质细胞（~20%）的形式整合到组织中。令人印象深刻的是，顺行和逆行标记实验表明，从Muse细胞分化出来的神经元细胞与运动皮层神经元连接新的突触，其神经突起被并入锥体束，甚至锥体交叉，重建运动回路。Muse细胞来源的神经突起中谷氨酸能神经元标记物呈阳性。Muse细胞也重建了感觉回路，人muse细胞在3个月时整合到同侧感觉皮层，并在突触处表达突触素。Muse组的感觉系统恢复通过感觉诱发电位实验得到证实，感觉诱发电位的振幅明显高于对照组（MSC、non-Muse MSC、Vehicle组）。

3.缺血缺氧性脑病

7日龄大鼠接受左颈动脉结扎，然后暴露于8%氧60 min，72小时后静脉注射人muse细胞和non-Muse MSC细胞，无免疫抑制剂。Muse细胞在2周和4周时选择性地分布到损伤的大脑，并在6个月时表达神经元（NeuN和MAP-2）和少突胶质细胞（GST-pi）标记物。相比之下，non-Muse MSC细胞在4周内在体内检测不到，因此没有检测到它们的神经分化。在这项研究中特别值得注意的是，在注射后2天进行的磁共振波谱显示，Muse组的同侧大脑中过量的大脑谷氨酸代谢物显著减少。Muse细胞治疗组在多达5个月的时间内也表现出了运动和认知功能的显著改善。除了通过自发分化和功能恢复替代受损的神经细胞外，该研究新证明了Muse细胞有能力调节谷氨酸代谢和减少梗死脑组织中小胶质细胞的激活。

《中国神经再生研究（英文版）》杂志2023年1期

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Muse细胞的临床研究

日本三菱化学控股公司的生命科学研究所有限公司正在将一种名为CL2020的临床级muse细胞产品进行临床研究。基于临床前研究中显示的安全性和有效性，目前正在进行6项使用静脉注射供体-CL2020的临床试验。目标为急性心肌梗死（2018年2月开始）、缺血性卒中（2018年9月）、大疱性表皮松解症（2018年12月）、脊髓损伤（2019年7月）、新生儿低氧缺血性脑病（2020年1月）和ALS（2021年1月）。

Muse细胞的首次人体试验在3例急性心肌梗死患者中进行。在本试验中，在梗死发生后1天静脉灌注1.5×107临床级muse细胞CL2020（2.1±0.1×105细胞/kg）。通过左心室射血分数和心室壁运动指数评分显示，在CL2020治疗后，心脏功能从40%显著改善到52%。这项首次人体试验主要表明了muse细胞治疗人类疾病的安全性和有效性。目前，一项2-3期随机、双盲的多中心临床实验正在进行。

一项针对脑梗患者的临床试验显示，在窗口期内静脉注射muse细胞药物（CL2020）后52周，31.8%（7/22）的患者恢复到疾病前的状态，比如恢复工作，而对照组无一例有此效果。

一项针对成人大疱性表皮松解症的1/2期开放标记临床研究中，5例患者接受单次注射CL2020，溃疡大小显著减小长达3个月，差异有统计学意义。

基于Muse细胞的产品在肌萎缩侧索硬化症患者中的安全性和临床效果：II期临床试验结果：对于ALS患者多次使用CL2020没有安全问题相关的顾虑。在ALS患者中多次使用有潜力阻止这些患者症状的恶化。

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总结

1）目前看到的研究和临床研究均来自日本，其他国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脑血管为主，比如脑梗，中风，心梗，MUSE具备更强的血脑屏障穿透力吗？目前只看到动物实验的结果，其原理还需要更深入的研究。

2）MUSE细胞的自我更新能力+三胚层分化能力+不发生免疫排斥 ，这三个特性结合到一起，这种看起来的优势在临床上是否有长期风险还需要时间验证（目前是动物实验6个月没有发现致瘤性）。

主要参考文献

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. https:// 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. https://doi.org/10.3390/biomedicines11020636.