在臨床研究或者臨床治療中，常常有回輸幹細胞的案例。那麼，幹細胞在輸注到人體之後，它到底去了哪裡呢？人體那麼多器官和組織，幹細胞進入人體後在哪裡“安家”呢？“安家”之後又是怎樣發揮疾病治療的作用？
答案要從“幹細胞的歸巢性”說起。
幹細胞自帶“GPS”，哪缺補哪
當機體遭受損傷時，幹細胞會自發去向損傷部位，這就好比干細胞身上裝上了一個GPS，能無時無刻的指引它到達目的地——機體損傷後需要修復的部位。這種特性叫歸巢性，是幹細胞安全用於臨床的關鍵。
首先，
幹細胞注射進入體內後，在血管內與血管內皮細胞發生相互作用，由細胞表面的選擇素及其配體發生特異性結合所介導，但二者結合較為鬆弛，使得幹細胞能夠錨定並沿著內皮滾動。而後，幹細胞透過其表面表達的黏附分子與血管內皮細胞呈遞的黏附配體結合，二者結合較為牢固，就好比干細胞走在滾動的流水線上一樣，不停的向前移動。
而後，
機體會啟用許多的細胞因子與趨化因子，如血小板衍生生長因子α、胰島素生長因子-1、CXCL12和其他趨化因子。幹細胞可變地表達多種其他趨化因子受體，這種表達譜在決定幹細胞將遷移到哪些組織中可能是重要的。例如，在股骨缺損模型中，轉化生長因子-β（TGF-β）-3能夠增加內源性骨髓間充質幹細胞向股骨頭的遷移，從而增加骨體積和骨密度。
然後，
當達到損傷部位的血管時，幹細胞會牢牢的附著於該部位的內皮細胞表面而不再發生移動，細胞表面整合素構象的改變促進了這一過程。間充質幹細胞本身也可表達血管細胞黏附分子和細胞間黏附分子而使其附著性增加。
最後，
幹細胞要穿過血管到達受損組織中去發揮其功能。例如間充質幹細胞為穿透內皮細胞基底膜而表達CXCL12、c-kit配體以及分泌組織蛋白酶和基質金屬蛋白酶等。這些成分在間充質幹細胞的組織侵襲中起重要作用。
圖片來自文獻［1］
提高歸巢效率，讓治療效果最大化
幹細胞的歸巢性對其在臨床上的療效起到至關重要的作用，然而常常遇到幹細胞歸巢效率低下的問題，近年來科學家們對此展開了大量的研究，以提高歸巢率實現提高療效與減少副作用。為了提高幹細胞的歸巢效率，科學家提出了幾種方法。
1.基因改造
，
可透過病毒轉導使幹細胞過表達歸巢因子
，如趨化因子（CXCR4）或粘附受體（VLA-4）等，從而
使得幹細胞歸巢效率提升
。發表於《卒中》的一篇文章顯示［2］，對大鼠間充質幹細胞進行基因修飾後，使其過表達整合素α4，可促進幹細胞向頸動脈注射後的腦栓塞部位遷移。
圖片來自文獻［2］
2.磁引導技術
，科學家還想到
利用磁場引導幹細胞到達特定損傷部位
，用磁性顆粒標記的幹細胞利用外部磁場被引導到損傷部位。Arbab等人［3］，用氧化鐵（Fe2O3）顆粒標記間充質幹細胞靜脈注射大鼠，以是否在肝臟上方放置外部磁鐵的大鼠分為試驗組和對照組。戴上外磁鐵的大鼠在給藥15天后肝臟中標記的幹細胞數量大約是對照組的2倍。在沒有戴磁鐵的大鼠中，MSCs主要分佈在門脈系統周圍，但在戴磁鐵的大鼠中，MSCs滲透到更深的肝實質中。
圖片來自文獻［3］
3. 水凝膠支架
，科學家還嘗試
將趨化因子或細胞因子浸漬的水凝膠支架植入靶組織來調節幹細胞歸巢
；直接將幹細胞注射至靶組織；減少肺內血管幹細胞滯留等方法來提高幹細胞的歸巢性。
圖片來自文獻［4］
小結
在疾病治療研究中，目前通常採用動脈介入、靜脈輸注、區域性注射移植等方式進行幹細胞移植，然後依靠其歸巢特性可以快速到達損傷部位，參與損傷修復和更替。歸巢性是幹細胞能夠應用於疾病治療，特別是全身系統性疾病治療的重要機制之一。也正是因為這個原因，幹細胞在臨床上具有巨大的應用潛能。
參考文獻：
［1］Ullah M， Liu DD， Thakor AS。 Mesenchymal Stromal Cell Homing： Mechanisms and Strategies for Improvement。 iScience。 2019 May 31；15：421-438。
https：//pubmed。ncbi。nlm。nih。gov/31121468/
［2］ Cui LL， Nitzsche F， Pryazhnikov E， Tibeykina M， Tolppanen L， Rytkönen J， Huhtala T， Mu JW， Khiroug L， Boltze J， Jolkkonen J。 Integrin α4 Overexpression on Rat Mesenchymal Stem Cells Enhances Transmigration and Reduces Cerebral Embolism After Intracarotid Injection。 Stroke。 2017 Oct；48（10）：2895-2900。
https：//pubmed。ncbi。nlm。nih。gov/28916665/
［3］ Arbab AS， Jordan EK， Wilson LB， Yocum GT， Lewis BK， Frank JA。 In vivo trafficking and targeted delivery of magnetically labeled stem cells。 Hum Gene Ther。 2004 Apr；15（4）：351-60。
https：//pubmed。ncbi。nlm。nih。gov/15053860/
［4］ Liesveld JL， Sharma N， Aljitawi OS。 Stem cell homing： From physiology to therapeutics。 Stem Cells。 2020 Oct 1；38（10）：1241-1253。
https：//pubmed。ncbi。nlm。nih。gov/32526037/