干細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)的機(jī)制與應(yīng)用

當(dāng)我們的皮膚(第一道防線)被劃破,傷口感染了細(xì)菌陵吸,就會(huì)造成炎癥玻墅。“發(fā)炎”就是一種信號(hào)的釋放壮虫,會(huì)吸引大量免疫細(xì)胞前來(lái)作戰(zhàn)澳厢,發(fā)揮免疫系統(tǒng)第二道(先天性免疫)、第三道(獲得性免疫)防御功能囚似。

不過(guò)剩拢,免疫系統(tǒng)的反應(yīng)并不是越強(qiáng)越好,有的時(shí)候它并不總能把握好分寸谆构。例如新冠肺炎疫情期間裸扶,危重癥患者常見的臨床癥狀急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)就是“炎癥風(fēng)暴”的典型代表,屬于免疫反應(yīng)過(guò)強(qiáng)而導(dǎo)致“失衡”搬素。

又或者在自身免疫性疾病中呵晨,機(jī)體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生異常,對(duì)自身抗原產(chǎn)生免疫反應(yīng)熬尺,敵我不分摸屠,攻擊自身組織并造成損傷。

所以粱哼,免疫系統(tǒng)本身就是把“雙刃劍”季二。它既能保護(hù)我們的身體,也可能傷害我們的身體。而干細(xì)胞可以利用其旁分泌效應(yīng)胯舷,通過(guò)分泌一些炎癥相關(guān)因子抑制免疫過(guò)激反應(yīng)刻蚯,從而對(duì)免疫系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看桑嘶,免疫系統(tǒng)還與年齡相關(guān)疾病密切相關(guān)炊汹。免疫再生療法通過(guò)重啟宿主的初級(jí)淋巴組織(例如輸注干細(xì)胞),或直接通過(guò)生物材料或人工組織重建免疫系統(tǒng)逃顶,力圖用新策略來(lái)解決與年齡相關(guān)的疾病讨便。


間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)屬于干細(xì)胞中的多能干細(xì)胞,分化能力介于全能和單能干細(xì)胞之間以政,是干細(xì)胞家族中研究較為深入霸褒,應(yīng)用也較為廣泛的一類干細(xì)胞。

MSC憑借其免疫抑制功能盈蛮,在多種炎性反應(yīng)主導(dǎo)的疾病中有治療潛力废菱。通過(guò)局部注射的方式,MSC可以直接調(diào)節(jié)局部免疫反應(yīng)眉反,治療局部損傷相關(guān)的疾病昙啄,例如皮膚損傷穆役、心肌梗死和腦部疾病等寸五。

MSC也可以通過(guò)靜脈注射的方式,調(diào)節(jié)肺部和循環(huán)中的免疫細(xì)胞表型耿币,治療組織急性炎性反應(yīng)和系統(tǒng)性的免疫失調(diào)梳杏,例如移植物抗宿主病和自身免疫性疾病。

那么淹接,MSC治療作用的機(jī)制是怎樣的呢十性?隨著多組學(xué)技術(shù)的發(fā)展和成熟,MSC在治療炎性疾病中的作用也得到了更系統(tǒng)塑悼、更深入的描述劲适。例如,有研究表明厢蒜,在急性肺損傷小鼠模型中霞势,MSC輸注通過(guò)抑制肺部M1巨噬細(xì)胞分泌趨化因子,顯著減少了CD38+樹突狀細(xì)胞在肺部的富集斑鸦。

總的來(lái)說(shuō)愕贡,MSC免疫抑制功能的分子機(jī)制大致可以分為三種:旁分泌作用、細(xì)胞?細(xì)胞直接接觸和由單核/巨噬細(xì)胞的胞葬作用介導(dǎo)的間接作用巷屿。



MSC的旁分泌活性包括分泌調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞生物學(xué)固以、促進(jìn)血管生成和抑制纖維化重塑的生長(zhǎng)因子和細(xì)胞因子。參與這些過(guò)程的主要生長(zhǎng)因子包括VEGF和FGF2,據(jù)報(bào)道憨琳,它們都可以通過(guò)介導(dǎo)血管生成和誘導(dǎo)缺血損傷后的新生血管來(lái)促進(jìn)心肌恢復(fù)和改善心臟功能诫钓。

最近的研究將目光轉(zhuǎn)移到旁分泌免疫調(diào)節(jié)因子的分泌,這些因子被包裝到細(xì)胞外囊泡(EV)中篙螟,形成MSC分泌組的生物活性部分尖坤。這闡明了MSC分泌組介導(dǎo)其效應(yīng)器功能的機(jī)制,并提供了EV潛在治療特性的多種應(yīng)用闲擦。

MSC不僅能抑制炎性反應(yīng)的進(jìn)展慢味,還能支持免疫細(xì)胞的正常功能。例如墅冷,在炎性反應(yīng)較弱時(shí)纯路,MSC分泌的趨化因子可以招募免疫細(xì)胞浸潤(rùn),維持機(jī)體正常的免疫應(yīng)答寞忿。在急性炎性反應(yīng)中驰唬,MSC還能夠增強(qiáng)先天免疫細(xì)胞的功能,增強(qiáng)機(jī)體的抗菌抗病毒能力腔彰。

其機(jī)制包括抑制中性粒細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞的凋亡叫编,通過(guò)多種途徑將線粒體轉(zhuǎn)移到巨噬細(xì)胞中并增強(qiáng)其吞噬能力。這些機(jī)制都賦予了MSC在炎性疾病治療領(lǐng)域獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)霹抛。

除此之外搓逾,MSC對(duì)T細(xì)胞還具有保護(hù)作用。在MSC治療COVID-19的研究中發(fā)現(xiàn)杯拐,MSC的輸注促進(jìn)了SARS-CoV-2特異性抗體的維持霞篡,表達(dá)CSF3R和PTPRE的VNN2造血干細(xì)胞/祖細(xì)胞(HSPC)樣細(xì)胞在MSC輸注后被動(dòng)員起來(lái)。而且MSC還增加了體內(nèi)和體外T細(xì)胞中共刺激分子CD28的表達(dá)端逼。

諸多研究證據(jù)表明朗兵,MSC既能抑制免疫細(xì)胞的過(guò)度免疫應(yīng)答和增殖,又能分泌趨化因子促進(jìn)免疫細(xì)胞向炎性反應(yīng)部位歸巢顶滩、支持免疫細(xì)胞的存活余掖。MSC的作用最終會(huì)表現(xiàn)為抑炎還是促炎,一定程度上取決于MSC分泌物的組成成分礁鲁。而且盐欺,MSC的治療效果很大程度上還受到患者自身炎性反應(yīng)狀態(tài)的影響。

有效地調(diào)控MSC的促炎和抑炎能力救氯,有利于實(shí)現(xiàn)更好找田、更精準(zhǔn)的治療效果。因此着憨,如何調(diào)節(jié)和評(píng)估MSC的免疫調(diào)節(jié)能力墩衙,是研究MSC免疫調(diào)節(jié)作用的關(guān)鍵問(wèn)題。

MSC的免疫調(diào)節(jié)作用既能夠維持機(jī)體正常的先天免疫應(yīng)答和免疫調(diào)節(jié)功能,即免疫支持作用漆改;也能夠通過(guò)直接或間接的方式抑制過(guò)度的炎性反應(yīng)心铃,即免疫抑制作用,在抗感染的同時(shí)保護(hù)正常組織免受免疫系統(tǒng)的攻擊挫剑。

因此去扣,人們?cè)诟鞣N炎性疾病和免疫失調(diào)類疾病中對(duì)MSC的應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究,在多種相關(guān)疾病中進(jìn)行過(guò)干細(xì)胞移植的嘗試樊破。另外愉棱,MSC甚至還在代謝性和神經(jīng)退行性疾病中顯示出益處。

未來(lái)哲戚,隨著干細(xì)胞療法安全性和可行性方面的挑戰(zhàn)被一一攻破奔滑,干細(xì)胞在更多疾病領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)為更多的患者帶來(lái)新希望。

參考來(lái)源:

1.?汪海燕, 韓欽, 趙春華. 間充質(zhì)干細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)可塑性及其臨床應(yīng)用策略[J]. 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床, 2023, 43(1): 2-11.

2.?Stankiewicz, Laura N et al. “Rebuilding and rebooting immunity with stem cells.”Cell stem cellvol. 31,5 (2024): 597-616. doi:10.1016/j.stem.2024.03.012

Zaripova, Lina N et al.“Mesenchymal Stem Cells in the Pathogenesis and Therapy of Autoimmune and Autoinflammatory Diseases.”International journal of molecular sciencesvol. 24,22 16040. 7 Nov. 2023, doi:10.3390/ijms242216040

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