嗅黏膜间充质干细胞(olfactory mucosa mesenchymal stem cells，OM-MSCs)也称为外胚间充质干细胞(ectomesenchymal stem cells,OE-MSC)。又因定位于嗅黏膜固有层中，所以也称嗅黏膜固有层间充质干细胞(lamina propria mesenchymal stem cell,LP-MSCs)。1998年Huard等人^[1]首次发现在人嗅黏膜中存在干细胞且能够向神经元与非神经元细胞分化。大量研究证明：OM-MSCs具有与骨髓间充质干细胞相似的生物学特性及类似的免疫表型，而且在体外能够向脂肪细胞、成骨细胞、神经细胞、平滑肌细胞等分化，将嗅黏膜细胞植入鸡胚中，还能分化出典型的心脏，肌肉，肝脏，脑，脊髓等组织^[2]。OM-MSCs具有以下优点^{[3, 4]}：①具有更强大的增殖效率和更短的传代时间；②位于鼻腔中，易于取材；③可自体移植，无免疫排斥反应；④安全性高，据文献报道染色体核组分析和肿瘤基因分析显示体外无限传代后没有基因变异；⑤无伦理道德问题。因此OM-MSCs在组织工程、细胞移植和基因治疗中将具有广阔的应用前景。

嗅黏膜间充质干细胞的提取较为简单，一般在中鼻甲上部，中隔或者侧壁进行取样。最新的研究发现，OM-MSCs广泛存在于鼻黏膜各部位中，包括沿侧壁和鼻中隔的上鼻甲、中鼻甲、下鼻甲^[5]。

在培养方面目前还没有标准的方案，培养条件也有很多争议，目前较为常用的有三种培养法：酶消化法^[6]、组织块贴壁法^[7]、流式细胞仪分选法^[8]。酶消化法较常用，但消化时间不易掌握，消化的细胞个数较少。组织块贴壁法简单有效，成本低廉，对细胞损伤小，但纯度不高。流式细胞仪分选法依据间充质干细胞表面特殊标志，采用流式细胞仪分离，获得细胞纯度较高但对细胞活性影响大且对实验条件要求高。

培养后的细胞呈单个梭形或三角形，2周后可达到80%以上的融合，延长培养时间或传代后可见OM-MSCs呈典型的成纤维状，其表面标志物具有非单一性，流式细胞仪分析发现OM-MSCs高表达间质细胞标志(CD44、CD90、CD73)、整合素受体(CD29、CD49a、CD49e、CD51、CD61)、四旋蛋白TSPAN(CD63、CD81和CD151)，不表达造血系标志(CD34、CD45、CD31)、血管内皮细胞生长因子受体、内皮标志(CD31或CD33、CD14、CD56)等^[7]。除此之外，OM-MSCs可表达间充质干细胞标记物STRO-1,神经干细胞标记物NG2、Nestin和平滑肌肌动蛋白(SMA)^[8]，表明OM-MSCs除具有间充质干细胞一般特性之外，还具有自身的独特性。由于缺少公认性的特异性表面标志物，目前OM-MSCs鉴定的方法都是通过形态、表面标记表型和多向分化特性。

间充质干细胞具有干细胞的“可塑性”，OM-MSCs在不同的诱导条件下能够向不同胚层的细胞分化。目前OM-MSCs向中胚层来源的成骨细胞、脂肪细胞分化的实验报道较多，除培养基不同外，使用的诱导基大致相同。向神经元分化^[6]的诱导基主要包括B-27、谷氨酰胺和谷氨酸。通过免疫荧光染色，可以表达GFAP、tubulin、Nestin。另外在无血培养基加入EGF和FGF可促进形成干细胞球^[9]。

小儿先天性感觉神经性耳聋是一种儿童常见的先天性疾病，这类疾病大多与遗传因素有关，目前认为毛细胞的缺失和(或)功能障碍时造成本疾病的主要病因。由于耳蜗再生能力有限，干细胞治疗被认为是一种具有临床应用前景的治疗方式。目前已有在体外成功诱导干细胞表达成熟毛细胞标记物，形成突触并表达突触囊泡标记的报道^{[1, 10]}。Doyle等^[11]将嗅黏膜干细胞同耳蜗细胞共培养，在体外诱导嗅上皮神经前体细胞分化形成耳蜗毛细胞，分化的细胞在形态上与毛细胞相似，且表达多种毛细胞的标志分子，包括myosin VIIa、FM1-43、calretinin、phalloidin和espin。在动物实验方面，Pandit等人^[12]通过耳蜗底转造口将OM-MSCs内耳移植到A/J模型小鼠观察OM-MSCs对于早发性听力损伤的作用，发现移植后的OM-MSCs能够存活2周以上，且集中在鼓阶和前庭阶，膜蜗管则较少。通过测定听性脑干反应(ABR)的临界阈值发现移植后A/J小鼠较移植前明显降低，证明移植后的A/J小鼠听力有效的恢复。

帕金森病是一种以纹状体多巴胺能神经元功能进行性丧失为主要特征的神经退行性疾病,目前尚无特异性的有效治疗方法。Murrell等人^[13]将OM-MSCs在体外诱导分化为表达多巴胺能神经蛋白抗体、酪氨酸羟化酶等特异性标记物的多巴胺能神经元,将此诱导后的细胞移植入帕金森病模型大鼠纹状体,移植后大鼠的不对称性运动明显改善。推测其机制与OM-MSCs替代内源性神经元、分泌多巴胺有关，证明OM-MSCs在一定条件下可转化为特定的神经元，为帕金森治疗提供理想的细胞来源。

Nivet等人^[14]将OM-MSCs移植到海马病变的模型小鼠上发现，移植后的海马区中存在再生的神经元，OM-MSCs通过分泌多种因子营养海马区促进了神经网络结构的恢复。

OM-MSCs移植治疗脊髓损伤尚无文献报道，但嗅黏膜组织移植目前已进入临床阶段。Lima等人^[15]于2005年首次进行了人自体嗅黏膜组织移植治疗脊髓损伤的临床实验。结果证明，嗅黏膜移植治疗脊髓损伤是一种安全、可行、有效方法。2009年他们又通过自体嗅黏膜组织移植治疗了20名脊髓损伤慢性恢复期的患者，其中包括7例截瘫和13例四肢瘫痪，通过MRI和脊髓损伤评分判定，移植后所有患者感觉和运动有不用程度的恢复，大多数患者出现下肢麻木的感觉或膀胱出现尿充盈感。且嗅觉没有受到损害^[16]。Centenaro等人^[17]应用鼠嗅黏膜固有层移植治疗了大鼠完全脊髓损伤模型，移植后的大鼠脊髓损伤处髓鞘再生，反射重新建立，躯体运动功能有所恢复。嗅黏膜组织移植之所以能够有效治疗脊髓损伤，研究人员认为正是OM-MSCs的作用。然而嗅黏膜组织成分复杂，细胞构成繁多，使嗅黏膜组织移植治疗效果不如OECs、施万细胞等单细胞移植^[18]，因此，OM-MSCs的单独移植将会更具有临床应用的价值。除此之外，研究还发现：用OM-MSCs的上清液培养的OECs及嗅鞘细胞移植到脊髓损伤的小鼠模型中，使OECs迅速增殖，有效促进髓鞘、轴突的生长，促进OECs对脊髓损伤处髓鞘的包绕^[8]。而OECs是一种特殊类型的胶质细胞，可分泌大量与神经生长和再生相关的蛋白^{[19, 20, 21]}，如NGF、BDNF、GDNF、NT3、NT4、GGF2等；且联合培养后可促使脐血间充质干细胞向神经元分化^[22]，因此对于二者之间的相互关系与作用仍需要进一步深入的研究。

①细胞替代作用：OM-MSCs移植后迁移至损伤灶周围，分化为神经细胞，以替代坏死的神经细胞，达到重建神经环路恢复神经功能的目的。OM-MSCs是一种多分化潜能的间充质祖细胞，体外在一定条件下可诱导分化为神经元样细胞，在特定条件下还可诱导分化为具体的如多巴胺能神经元细胞。②分泌作用：神经生长因子(neurotrophic factor,NTF)作用于脑损伤后，颅内可引起NTF的分泌变化,而BMSC的植入会明显提高多种NTF的分泌^[23]。③刺激内源性神经干细胞的增殖分化：在有损伤的局部环境信号变化的刺激下，分泌一些促分化因子，刺激内源性神经干细胞代偿性增殖、分化。④促进血管生成、改善局部血液供应：目前国内外均证实骨髓间充质干细胞、脐带间充质可自体可分泌多种细胞因子，如VEGF、interieukin-1等，而二者均有较强的促进血管新生的作用^[24]。OM-MSCs作为间充质干细胞家族的一员是否同样可分泌这些因子，将是研究OM-MSCs治疗机制的一个重要课题。

据报道，人类之所以能够保持终生的嗅觉，就是源于嗅黏膜中神经元能够持续更新^[25]。而神经元之所以持续更新，正是由于干细胞的存在^[26]。嗅黏膜由嗅上皮和固有层组成。嗅上皮由基底细胞组成^[27]，但固有层中的细胞鲜有报道，直到OM-MSCs的发现才得以对固有层内的构成有了一定了解。OM-MSCs在体外易于提取培养，生物学性状稳定并能保持其多向分化潜能，临床治疗安全性高，可自体移植，无免疫排斥反应，无伦理问题，是组织工程的理想的种子细胞。

OM-MSCs在神经损伤修复及再生、细胞组织工程及临床应用上，具有以下研究前景：①干细胞治疗：直接将间充质干细胞移植入体内，修复缺损神经细胞、组织，或体外培养再生组织。②作为基因治疗载体：OM-MSCs是良好的基因载体^[28]，可用于联合基因转染技术，携带靶基因或生长因子基因来治疗神经系统疾病。③组织工程材料与种子细胞联合移植：OM-MSCs以其独特优势，成为组织工程的种子库来源之一，同时与可降解支架材料联合培养，修复组织缺损或替代器官的部分功能，治疗难治性疾病。OM-MSCs的研究才刚刚起步，随着对其神经修复机制的深入研究和基因工程技术等的迅猛发展，必将在中枢神经系统修复领域取得更大的进步，为更多患者带来福音。