间充质干细胞治疗疾病机理

 间充质干细胞(MSCs)属于中胚层的一类多能干细胞,具有强大的增殖能力和多向分化潜能,在适宜的环境下不仅可分化为中胚层的成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞,还具有分化为内胚层和外胚层的肝细胞、神经细胞、胰岛细胞等多种细胞的能力。在机体调控下,间充质干细胞能够不断地由原组织位点向新的组织位点迁移,从而在生理或病理条件下参与组织、器官的更新和修复,以维持机体组织形态的完整性和功能的稳定性。
 
        间充质干细胞是一类具有自我更新、高度增殖、免疫调控、造血支持及多向分化潜能的非造血干细胞,最早在骨髓中发现,随后在多种组织中发现,如新生儿的脐带和胎盘组织、脂肪组织等。
 目前国际公认的人间充质干细胞表型特征为:细胞表面CD73、CD90、CD105等抗原呈阳性,而CD14、CD79a、CD11b、CD19、CD34、CD45、HLA-DR等表达阴性。大多数人类间充质干细胞可以作为中胚层组织如骨骼、脂肪和软骨发育的前体细胞,同时还可以跨越胚层横向分化为各种组织细胞,如神经细胞和内皮细胞等。 
 
       间充质干细胞是一类低免疫原性的成体干细胞,间充质干细胞的低免疫原性与其低表达主要组织相容性复合体MHC-Ⅰ而不表达MHC-Ⅱ、CD40、CD80、CD86有关,同时间充质干细胞对各类免疫细胞均具有免疫调节作用。研究发现间充质干细胞可通过调节T细胞的活化和增殖来抑制免疫反应。间充质干细胞对T细胞的调节可通过细胞间直接接触,亦可在非直接接触下间充质干细胞分泌可溶性因子来发挥作用。内源性间充质干细胞可产生相应的生长因子和细胞因子在组织修复过程中发生作用,如骨形态发生蛋白在骨、肌腱、软骨的修复中发挥作用,促血管再生因子可用于缺血性疾病的治疗。MSCs由于易获取,易分离、体外能短时间内大规模扩增、冻存后生物学效能损失很小、免疫原性小、安全性高等特性,已广泛应用于临床研究。
 
        目前,间充质干细胞临床主要应用于解决多种血液系统疾病,心血管疾病,肝硬化,神经系统疾病,膝关节半月板部分切除损伤修复,自身免疫性疾病等方面,挽救了更多病患的生命。此外,间充质干细胞在神经系统修复及更多方面具有长远的发展前景。
 
间充质干细胞体外高效制造新生软骨
 
        美国凯斯西储大学(Case Western Reserve University)研究人员发现,自组装的间充质干细胞层与填充满生长因子的微小珠子浸透在一起,要比以前的组织工程方法形成更加厚和更加硬的软骨。该研究成果已经发表在《控制释放期刊》(Journal of Controlled Release)杂志上。该研究是朝开发出可移植的软骨替换又走近了一步,并给治疗由于骨关节炎(osteoarthritis)、运动损伤和事故而遭受破坏的膝、肩、耳和鼻带来希望。 
 
间充质干细胞在风湿领域的应用
 
        间充质干细胞治疗在风湿病领域,也已得到了一些动物和人体研究的结果。向试验性狼疮性肾炎的模型小鼠输注人脐带血间充质干细胞能够延缓蛋白尿的发生,降低抗dsDNA水平,减轻肾脏损伤,且Th1细胞相关的细胞因子(IFN-γ,IL-2)及促炎症因子(TNF-α,IL-6,IL-12)水平下降而Th2细胞相关细胞因子(IL-4,IL-10)水平增加。在另一项研究中,向MPL/lpr小鼠输注人骨髓间充质干细胞,也观察到了类似的病情改善。
 
人体研究方面,智利的Carrion等用自体骨髓来源的间充质干细胞试验性治疗了2例系统性红斑狼疮患者,仅观察到了外周血CD4+CD25+FoxP3+细胞数量的增加,而疾病活动度无改善。

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