虽然一些试验已经证实了骨髓间充质干细胞的治疗潜力，但因缺乏对其生物学作用机制的了解，仍未能将骨髓间充质干细胞纳入目前的治疗方案。现已经构建了不同的模型来解释它们的作用机制，包括组织再生、营养/抗炎分泌和免疫调节。

近年来，间充质干细胞在改善氧化性和亚硝化性损伤中的作用备受关注。氧化还原环境调节着细胞生物学中许多生理和病理生理机制。多项研究表明，骨髓间充质干细胞可减少氧化应激的活性氧和生物标志物。

氧化应激是指与生理氧化还原状态的偏离和促氧化剂或自由基的增加，它们改变脂质、蛋白质和DNA，从而导致细胞或组织的病理或损伤。研究最广泛的自由基是活性氧物种（ROS），也可以包括有稳定电荷的反应性分子。

图示：MSC疗法的抗氧化作用

氧化应激伴随着细胞损伤、炎症和代谢失调，涉及许多病理学。越来越多的证据支持骨髓间充质干细胞在多种疾病动物模型中发挥抗氧化作用，这或许能解释其细胞保护和抗炎特性。

骨髓间充质干细胞在许多疾病模型中的活性氧和氧化应激生物标记物的减少明确地证明了其减轻氧化损伤的潜力。体外模型表明，MSCs直接保护细胞免受氧化刺激，其抗氧化作用在体外经常以旁分泌的方式发生。

目前，MSCs被认为可以通过抑制自由基，调节炎症反应，增强细胞呼吸和线粒体功能，或捐赠线粒体来保护老化的细胞来减少氧化损伤，或通过上调其他细胞的抗氧化防御和改变细胞生物能量学，直接表现出抗氧化特性。骨髓间充质干细胞的免疫抑制特性也可以避免活性氧（ROS）的产生。这些机制减少氧化应激，与骨髓间充质干细胞在一系列病理学中的治疗益处相关。

研究表明，MSCs具有直接清除ROS和提供线粒体的抗氧化能力，或通过上调其他细胞的抗氧化防御和改变细胞的生物能量学而间接发挥抗氧化作用。这些效应可以与先前公认的直接作用于再生途径的MSC分泌体营养和囊泡成分结合发生。同样，抗氧化和营养途径似乎介导了ROS依赖的MSC处理的细胞保护作用。间充质干细胞常被用于炎症性疾病以调节免疫反应。抗氧化特性在MSC治疗的营养和抗炎机制中发挥作用。考虑到氧化应激与几乎所有疾病有关，这些抗氧化特性以及MSC 网状物的再生能力可以解释为什么MSC治疗对于这种看似不相关的病理谱是有用的。

尽管在细胞和动物模型中的研究明确表明，MSC治疗可以降低氧化应激水平，但人类研究的数据有限。今后的研究应力求阐明MSCs和MSC衍生产品抗氧化机制的疾病特异性差异。同样，通过增强抗氧化酶的表达或促进线粒体供体来改善骨髓间充质干细胞的抗氧化作用，可能有助于优化以骨髓间充质干细胞为基础的治疗和改善预后。

中航生物