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科普 | 探究干细胞的趋炎性
发布时间:2022-06-20 文章来源:本站  浏览次数:1087

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     干细胞是生命的起源细胞,凭借其自身特点和独特功能,已经在美容抗衰、疾病修复等领域发挥重要作用,而本次抗击新冠肺炎的临床应用中,干细胞以出色的成绩,又让我们重新认识了它,更激起了大家对干细胞更多优势特点的好奇。

深入探究干细胞临床应用价值的背后机理,从分子层面,探究干细胞自身特点:自我复制、低免疫原性、高活性、趋炎性、不成瘤等。
生活中的炎症无处不在,不同炎症会有不同的反应,有的是红肿,有的是发热,有的是疼痛,甚至,严重的会危及生命,比如新冠肺炎。
炎症是最常见,也是最基础的生化反应,大致可以分为急性(acute inflammation)和慢性炎症(chronic inflammation)
急性炎症很常见,当我们的皮肤被刺破、划破时,不一会儿伤口就会“红肿热痛”,这是炎症的外在表现。那些在身体表面保护我们的组织,如皮肤、黏膜等,当被破坏之后,就会释放趋化因子,告诉免疫系统快来战斗。
急性炎症高效解决问题,战斗结束就走人,不产生长期后果。所以,可以认为急性炎症是好炎症。
而与之相反的慢性炎症,不能正确引导免疫系统分辨“自己”和“异己”,持续数月、数年甚至数十年,长期摧残身体细胞。喜欢窝里斗,还赖着不走,所以,可以认为慢性炎症是坏炎症。
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△ 持续存在的慢性炎症,可能成为很多身体疾病的根源

这类坏炎症,便是干细胞大展身手的对象。在干预克罗恩氏病、系统性红斑狼疮、多发性硬化以及器官纤维化(肝纤维化)等炎症性疾病的临床研究和应用中,间充质干细胞均被证实可以抑制炎症,缓解疾病进展,展现良好的修复前景。
这便是干细胞4大功能中的免疫调节,也是干细胞目前临床应用最广泛的功能。干细胞的免疫调节功能,调节的是免疫反应,也就是炎症。
这时候,就要夸一夸干细胞的又一大特点,趋炎性。干细胞的趋炎性特点,和免疫细胞的趋炎性是类似的,只不过一个帮助慢性炎症,一个帮助急性炎症。趋炎性是干细胞通过旁分泌机制,发挥免疫调节的先决条件。也是因为趋炎性强烈刺激干细胞重塑了组织微环境,才有利于发挥干细胞的再生功能。
下面,将从趋炎性的机制开始讲起。

一、

环境改变是干细胞趋炎的原始动力

     周边组织、细胞及其分泌的各种因子形成的,像摇篮一样保护着细胞的环境,就称之为微环境。

组织损伤之后,局部会表达很多种不同的趋化因子(chemokines)、黏附因子(adhesion molecules)、生长因子(growth factors)等信号分子(signal molecule),这些不同的信号,将原本的组织微环境,改变了,继而吸引间充质干细胞前往该组织。

 趋化因子,主要负责干细胞由远及近迁移。
特定的组织分泌特定的趋化因子,并且通过趋化因子的浓度梯度,吸引带有趋化因子受体的细胞,定向前往该组织。以骨髓炎症为例,骨髓中含有较多的CXCL12趋化因子,CXCL12一般只和CXCR4受体相结合,因此常常在骨髓中发现带有CXCR4受体的干细胞存在。趋化因子受体,能够感知身体环境中趋化因子的浓度,并引导干细胞前往趋化因子浓度较高的地方。
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△ 趋化因子受体轴介导干细胞向伤口归

 黏附因子,主要负责干细胞由外到内迁移。
干细胞到达相应炎症组织周围的血管时,干细胞表面表达的黏附分子配体,比如VCAM-1(血管细胞黏附分子-1)和ICAM-1(细胞间黏附分子-1)可以和释放在微环境中的黏附因子-整合素(integrin)相结合,从而跨内皮细胞层,将干细胞从血管中拉至目标组织。
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△ 白细胞和间充质干细胞外渗的多步模型

除了以上两大类信号分子,还可能有生长因子,比如PDGF-AB(血小板衍生生长因子)、IGF-1(胰岛素样生长因子);炎症因子,比如TNF-a(肿瘤坏死因子a)、IL-8(白介素8)等,在其它迁移方面,共同参与促进干细胞的趋炎性。
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△ 改善间充质细胞归巢的策略

二、

免疫调节是干细胞趋炎的临床应用

     大量研究表明,多种免疫细胞,比如巨噬细胞、嗜中性粒细胞、肥大细胞、树突细胞和自然杀伤性细胞等,都可以在间充质干细胞到达炎症现场的时候被调节。

比如,间充质干细胞可以通过分泌的TSG6(肿瘤坏死因子诱导基因6蛋白),抑制巨噬细胞和嗜中性粒细胞过度向炎症部位的浸润。应用这种机制,间充质干细胞可以在迅速到达炎症区域之后,有效缓解心肌梗死、急性肺损伤和腹膜炎等急性疾病,避免可能带来的生命危险。
在炎症因子,比如IFN-g和TNF、IL1a的刺激下,间充质干细胞一方面,能够通过分泌趋化因子,生长因子以及抗炎小分子等,抑制炎症反应及炎症相关细胞Th1和Th17、浆细胞、促炎性M1巨噬细胞、自然杀伤性细胞及中性粒细胞的迁移、增殖。另一方面,间充质干细胞也可以通过促进具有抑制过度免疫功能的细胞,如调节性T细胞和B细胞、抗炎性M2巨噬细胞,以及未成熟树突状细胞的产生。
间充质干细胞可通过全身回输,或者局部定点介入进入人身体之后,可以循着趋炎性特点到达免疫紊乱的炎症部位。
截止到2022年4月初,世界范围内在ClinicalTrials官网上登记的MSC相关临床已经超过1352项。
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△ ClinicalTrials官网关于MSC的临床数据

据研究数据显示,MSC的使用具有良好的安全性。临床上目前没有应用间充质干细胞之后带来的严重不良事件。
由于间充质干细胞具有先天低免疫原性,还可趋向定位于炎症部位,可以通过直接接触,分泌可溶性因子作用于免疫细胞,调控炎症相关的细胞因子,从而减轻炎症反应,发挥抗炎的免疫调节功能。
迄今为止,有多个国家将干细胞应用到了新冠肺炎的临床研究救治中,国际上多个用于修复新冠肺炎的新药临床申请(IND)获批。例如,美国FDA批准了Ryoncil用于新冠肺炎急性呼吸窘迫综合征的IND,还批准了MultiStem用于修复新冠肺炎引起的中度至重度急性呼吸窘迫综合征的IND。这两款新药均属于间充质干细胞药物产品。
如果说二十世纪是药物的时代,那么二十一世纪就是细胞应用的时代。相信未来随着医学科技的不断进步,干细胞生物科技将造福于更多的人类,帮助那些目前只能靠药物维持生命的患者获益
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       上海本正生物工程有限公司提供的干细胞是从脐带、胎盘中提取的一种修复器官机理的未完全分化的原始细胞,具有自我更新、多项分化和高度繁殖的能力,医学上称为“万能细胞”,它是形成人体各种组织器官的起源细胞。干细胞对临床上一些疑难疾病的治疗如:脑瘫、老年痴呆、脑萎缩、帕金森病、中风、肝硬化、糖尿病、红斑狼疮、股骨头坏死、软骨和关节损伤、心脏和脊髓损伤等,取得显著效果,它拥有更加鲜活细胞能量,可以快速、有效进入体内,分泌多种有益细胞因子,调节体内微环境,激活干细胞再生能力,重启时光之门,追溯青春绽放源头,实现对人体衰老状态减缓,同时有效改善身体亚健康以及预防肿瘤发生。

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