時間:2020年07月21日 分類:醫學論文 次數:
摘要:隨著細胞組織工程的研究不斷深入,對干細胞在體內機制的不斷了解研究,21世紀在全球多個國家藥品管理局批準了干細胞制劑進入臨床運用,為傳統醫藥無法治療和控制的疾病,提供了新的治療途徑,本文主要介紹現已廣泛應用于臨床的間充質干細胞制劑的作用機制。
關鍵詞:間充質干細胞;作用機制
干細胞技術研究為人類疾病的治療提供的新的途徑、方法和手段,干細胞在生命科學、新藥試驗和疾病研究這三大生物醫藥領域發揮重要作用。目前,臨床應用最為廣泛之一的間充質干細胞(mesenchymalstemcells,MSC)是干細胞家族的重要成員。它可以在體內或體外特定的誘導條件下,可分化為脂肪、骨、軟骨、肌肉、肌腱、韌帶、神經、肝、心肌、內皮等多種組織細胞,連續傳代培養和冷凍保存后仍具有多向分化潛能,可作為理想的種子細胞用于衰老和病變引起的組織器官損傷修復。
一、間充質干細胞的治療作用機制
1.歸巢作用
MSC的歸巢作用可能與以下幾個方面有關:
1.1.表達大量趨化因子和趨化因子受體(CXCR4)并且能夠通過向炎癥趨化因子和細胞因子遷移歸巢到炎癥部位[1,2]。
1.2.MSC表面的CD44使間充質干細胞與內皮細胞上的E-選擇蛋白結合從而歸巢到含內皮細胞的炎癥部位[3]。
1.3.整聯蛋白和黏附因子(ICAM-1、ICAM-2、VCAM-1、ALCAM)參與間充質干細胞與內皮細胞的結合[4,5]。
2.免疫調節作用(主要為免疫抑制)[6]
MSC可能先通過免疫激活的T細胞釋放IFNγ、TNFα和IL-1等細胞因子,進而刺激MSC產生大量不同趨化因子和一氧化氮(nitricoxide,NO);趨化因子招募T細胞向MSC聚集,MSC生成的NO抑制T細胞增殖,產生免疫抑制效果。
3.抗炎作用
3.1.MSC可能通過CD4+CD25+FOXP3+Treg細胞和IL1-RA表達來抑制IL-1ß因子的作用。
3.2.MSC顯著下調炎癥組織中的炎癥因子IL-1ß,TNF和IFN-γ的表達,上調血清中抗炎因子IL-10和CD4+CD25+FOXP3+Treg細胞的表達,進而下調炎癥因子和上調抗炎因子的表達來抑制炎癥反應。
3.3.MSC可以抑制脾淋巴細胞分泌炎癥因子,上調淋巴細胞中CD4+CD25+FOXP3+Treg的表達,從而可以抑制由淋巴細胞誘導的IFN-γ的分泌和巨噬細胞誘導的TNF的分泌。
4、組織修復作用
與歸巢和多向分化特性有關。其分化可能通過三種機制來實現,即轉錄因子隨機抑制或激活機制[8]、微環境誘導分化機制和信號轉導機制[6]。
目前有關MSC定植、增殖和/或分化對于治療益處存在廣泛爭論,因為間充質干細胞經體外培養后不能適應體內環境的氧濃度和營養條件等并且其體積變大,除進行骨組織修復外,靜脈注射或局部注射后均大量死亡或不易到達損傷部位,一般只有10%的細胞到達損傷部位并且即使到達損傷部位,大部分細胞亦在短期內因缺氧及乏營養死亡。由此可以推測移植的間充質干細胞被趨化至組織損傷局部后,少數存活的細胞分泌大量小分子物質,趨化受體干細胞,促進細胞增殖并定向分化;同時,大部分死亡的間充質干細胞可以釋放膜微粒,趨化并調節周圍細胞功能活性。兩種因素的結合,最終完成組織損傷結構和功能的修復。
生物論文投稿刊物:《中國細胞生物學學報》(月刊)曾用刊名:細胞生物學雜志,創刊于1979年,主要刊載以中文或英文撰稿的細胞生物學、分子生物學及其相關領域具有創新性的基礎及應用基礎原創性研究論文和反映當前國內外生物科學前沿或熱點領域的綜述性文章。此外,還設有特約綜述、研究簡報、技術與方法、教學研究、熱點評析、干細胞研究等欄目,歡迎投稿或訂閱。
二、討論
綜上所述,間充質干細胞的以上4個作用機制表明間充質干細胞在臨床上可能對大多數疾病均有一定效果,因為其分泌大量可能存在多方面治療作用的細胞因子并且大多數疾病均存在炎癥和組織病變。但要使其作用達到最大化,可能需要同時發揮以上4種作用,加之目前其免疫調節作用已相當明確,并且免疫系統疾病的間充質干細胞治療亦為目前國內外臨床研究的主要。我們可以深信隨著對MSC研究的步步深入,其必將有更為廣闊的應用前景。
參考文獻
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作者:任瑩瑩