發(fā)布時(shí)間：2023-10-10 瀏覽量：0
間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymal stem cells，MSCs）目前被廣泛應(yīng)用于組織損傷的修復(fù)、免疫功能紊亂性疾病的穩(wěn)態(tài)再平衡以及異體移植后的免疫排斥反應(yīng)抑制，可通過(guò)調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)和參與組織修復(fù)再生應(yīng)用于一些炎癥性相關(guān)疾病。研究表明，免疫調(diào)節(jié)功能是影響MSCs治療效果的主要因素。
MSCs來(lái)源的外泌體因?yàn)槠涿庖咴葱愿?、穿透能力更?qiáng)，被大眾所關(guān)注，也被更多的研究學(xué)者所青睞。近年來(lái)，研究發(fā)現(xiàn)外泌體對(duì)于許多疾病有著臨床應(yīng)用的意義。
在《Stem Cell Research & Therapy》中的一篇文章中，研究人員表示，外泌體是一種極具潛力的無(wú)細(xì)胞治療工具。
相比于傳統(tǒng)的干細(xì)胞療法，外泌體的應(yīng)用不僅副作用更小，而且可應(yīng)用范圍十分廣泛，對(duì)阿爾茨海默氏癥、1型糖尿病、胰腺癌、慢性腎病甚至皮膚的痤瘡疤痕等，可作為一種未來(lái)新的臨床應(yīng)用策略。
“新星”—外泌體
關(guān)于干細(xì)胞源性外泌體，之前也在文章中詳細(xì)為大家進(jìn)行了介紹：它是一種細(xì)胞內(nèi)吞來(lái)源的直徑在30~100nm之間的細(xì)胞外囊泡，由細(xì)胞膜內(nèi)陷形成細(xì)胞內(nèi)囊泡，囊泡膜經(jīng)過(guò)體內(nèi)各種酶類的修飾，形成多囊體，一部分多囊體被送入溶酶體降解，一部分多囊體與細(xì)胞膜融合，將外泌體分泌到胞外。
外泌體內(nèi)含有大量蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、轉(zhuǎn)錄因子以及DNA、mRNA、miRNA這些物質(zhì)能作為細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)和生物活性信號(hào)傳導(dǎo)給其它細(xì)胞，從而指導(dǎo)細(xì)胞的生命活動(dòng)，執(zhí)行吸收、修復(fù)、生長(zhǎng)等細(xì)胞行為，通過(guò)與靶組織受體結(jié)合或與質(zhì)膜融合的方式作用于靶細(xì)胞并發(fā)揮其功能。
研究表明，間充質(zhì)干細(xì)胞來(lái)源外泌體在心肌損傷、急性腎小管損傷、神經(jīng)組織再生、肺損傷等多種疾病中具有重要的作用，間充質(zhì)干細(xì)胞還可通過(guò)外泌體發(fā)揮免疫調(diào)控作用[1]。
干細(xì)胞源性外泌體具有免疫調(diào)節(jié)作用
間充質(zhì)干細(xì)胞來(lái)源外泌體可以調(diào)控固有免疫與適應(yīng)性免疫應(yīng)答，可通過(guò)抑制T淋巴細(xì)胞功能、降低B細(xì)胞的活化增殖與分泌、影響巨噬細(xì)胞分化與樹突細(xì)胞成熟、抑制NK細(xì)胞的細(xì)胞毒活性來(lái)發(fā)揮其免疫調(diào)控作用，見(jiàn)下圖。
△干細(xì)胞源性外泌體的免疫調(diào)控
干細(xì)胞源性外泌體調(diào)控固有免疫應(yīng)答
①巨噬細(xì)胞：巨噬細(xì)胞可分為M1型和M2型，M1型巨噬細(xì)胞表面標(biāo)志物有：CD86、CD197、HLA- DR等，主要參與促炎反應(yīng)，能分泌大量的炎癥介質(zhì)，它們均具有很強(qiáng)的抗原提呈作用。M2型巨噬細(xì)胞表面標(biāo)志物有：CD163、CD206、CD209 等，它主要是抑制炎癥反應(yīng)促進(jìn)損傷組織的修復(fù)，通過(guò)減少炎癥因子的釋放和分泌Arg- 1、VEGF、IL-10等發(fā)揮抗炎效應(yīng)。Domenis等[2]證實(shí)脂肪來(lái)源的MSCs在細(xì)胞因子刺激后產(chǎn)生的外泌體與單核細(xì)胞共培養(yǎng)時(shí)，將促進(jìn)單核細(xì)胞向抗炎型M2型巨噬細(xì)胞轉(zhuǎn)化。
②自然殺傷細(xì)胞：NK細(xì)胞不僅與抗腫瘤、抗病毒感染和免疫調(diào)節(jié)有關(guān)，而且在某些情況下參與超敏反應(yīng)和自身免疫性疾病的發(fā)生，能夠識(shí)別靶細(xì)胞、殺傷遞質(zhì)。研究表明，在敗血癥小鼠模型體內(nèi)，MSCs的分泌物可通過(guò)激活JAK/STAT 信號(hào)通路，上調(diào)細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子3的目的基因，從而抑制NK細(xì)胞的增殖和功能。此外，用人胎肝MSCs和其來(lái)源的外泌體分別處理NK細(xì)胞時(shí)，外泌體可發(fā)揮與干細(xì)胞相似的功能，包括抑制NK細(xì)胞的增殖、活化和細(xì)胞毒性[3]。
干細(xì)胞源性外泌體調(diào)控適應(yīng)性免疫
①T淋巴細(xì)胞：T淋巴細(xì)胞按照功能和表面分子標(biāo)志為：細(xì)胞毒性、輔助性、記憶性和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞，其中輔助性T細(xì)胞17和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞已成為近年來(lái)在自身免疫炎性疾病中研究的熱點(diǎn)。一旦輔助性T細(xì)胞17和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞這種抑制炎癥和促進(jìn)炎癥的平衡發(fā)生紊亂，將導(dǎo)致移植物排斥和多種自身免疫性疾病的產(chǎn)生，見(jiàn)下圖。
△T細(xì)胞亞群失衡相關(guān)疾病
研究表明將人臍帶MSCs來(lái)源的外泌體加入到正常人外周血單個(gè)核細(xì)胞培養(yǎng)基中，作用72h后，CD4+CD25+FoxP3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞比例升高，同時(shí)細(xì)胞分泌的TGF-β1升高，IL-6、IFN-γ、TNF-α水平降低。
② B淋巴細(xì)胞：B淋巴細(xì)胞是機(jī)體內(nèi)體液免疫的主要效應(yīng)細(xì)胞，當(dāng)B淋巴細(xì)胞功能異常時(shí)可分泌針對(duì)自身組織的抗體導(dǎo)致多種抗體相關(guān)的自身免疫性疾病的發(fā)生。目前關(guān)于MSCs來(lái)源的外泌體與B淋巴細(xì)胞的研究報(bào)道較少，但以往的研究表明MSCs分泌的TNF-α、TGF-β、IFN-γ等可以抑制B淋巴細(xì)胞的增殖，減少IgA、IgG、IgM抗體的分泌，同時(shí)抑制趨化受體CXCR4、CXCR5、CXCR7的表達(dá)，以上間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)B細(xì)胞的作用是來(lái)源于細(xì)胞間直接接觸還是通過(guò)外泌體的調(diào)控作用，或兩者皆有還需繼續(xù)研究來(lái)確定。
干細(xì)胞源性外泌體可調(diào)節(jié)抗原提呈
樹突狀細(xì)胞是目前所知功能最強(qiáng)的抗原提呈細(xì)胞，可攝取、加工處理抗原并提呈給T、B淋巴細(xì)胞，刺激并使其活化。正常情況下體內(nèi)絕大多數(shù)的樹突狀細(xì)胞屬于未成熟樹突狀細(xì)胞，它們?cè)跀z取抗原或者受到細(xì)胞因子刺激時(shí)就會(huì)逐漸分化成熟。
研究報(bào)道，間充質(zhì)干細(xì)胞來(lái)源外泌體可以抑制樹突狀細(xì)胞的成熟，在間充質(zhì)干細(xì)胞來(lái)源外泌體與單核細(xì)胞共培養(yǎng)條件下，未成熟樹突狀細(xì)胞經(jīng)脂多糖刺激后表達(dá)成熟樹突狀細(xì)胞特異性標(biāo)志CD83和共刺激分子CD80、CD86，這說(shuō)明間充質(zhì)干細(xì)胞來(lái)源外泌體可以維持樹突狀細(xì)胞在未成熟狀態(tài)。此外，間充質(zhì)干細(xì)胞來(lái)源外泌體還促進(jìn)細(xì)胞因子的分泌[4]，從而促進(jìn)T細(xì)胞的增殖，并且增強(qiáng)了Treg細(xì)胞的分化。
干細(xì)胞源性外泌體
自身免疫性疾病方向的臨床應(yīng)用
自身免疫炎性疾病是一種免疫應(yīng)答紊亂，免疫系統(tǒng)對(duì)機(jī)體自身組織抗原產(chǎn)生攻擊，造成組織長(zhǎng)期處于慢性非細(xì)菌性炎癥狀態(tài)的疾病，具有較高的發(fā)病率且嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。
目前，利用MSCs來(lái)源的外泌體治療各種自身免疫炎性疾病的研究已經(jīng)逐步展開并取得了一定的療效，但各種報(bào)道還是基于各種動(dòng)物模型上，其基本情況見(jiàn)下表所示。
從這些報(bào)道可知，用于臨床應(yīng)用的MSCs外泌體既有來(lái)自于自身或者同一種屬的也有跨物種的，這種同種異體和異種異體均沒(méi)有引起排異或過(guò)敏反應(yīng)，因此外泌體沒(méi)有免疫源性；在應(yīng)用方式方面，外泌體既有局部也有通過(guò)尾靜脈注射的全身應(yīng)用，MSCs外泌體均取得了明顯的效果；在機(jī)制上，MSCs外泌體是通過(guò)所含的各種信號(hào)分子來(lái)影響免疫細(xì)胞發(fā)揮免疫調(diào)控和抗炎作用，但外泌體除了含有這些效應(yīng)分子，還含有多種其他分子，這些分子在治療中扮演著何種角色是未知的，需要進(jìn)一步探究。
干細(xì)胞源性外泌體
在臨床應(yīng)用方向面臨的挑戰(zhàn)
雖然MSCs來(lái)源的外泌體在自身免疫性疾病方面顯示出良好的應(yīng)用前景，但是其廣泛應(yīng)用還存在著諸多挑戰(zhàn)：
①M(fèi)SCs種類多，不同來(lái)源的外泌體之間是否存在著差異，這種差異對(duì)免疫調(diào)控作用的影響有多大目前還不明確；
②外泌體的提取方法較多，每種方法對(duì)外泌體的純度、形態(tài)和功能均有影響，采用何種方法最優(yōu)目前沒(méi)有定論；
③外泌體的功能在保存過(guò)程中會(huì)受到溫度、pH 值、溶劑等的影響，何種保存條件最為理想，目前沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)；
④外泌體、微囊泡和脂蛋白等成份在目前條件下很難全面的分離純化，它們的存在影響了外泌體功能的研究；
⑤各個(gè)外泌體之間存在異質(zhì)性，如何調(diào)控MSCs產(chǎn)生外泌體的過(guò)程并對(duì)外泌體進(jìn)行修飾，提高外泌體在自身免疫炎性疾病應(yīng)用中的一致性和靶向性還需要繼續(xù)研究。
外泌體在體內(nèi)穩(wěn)定，穿透能力強(qiáng)，在應(yīng)用中未見(jiàn)有不良反應(yīng)報(bào)道。相信隨著外泌體制備工藝和修飾手段的不斷進(jìn)步以及對(duì)MSCs來(lái)源外泌體免疫調(diào)節(jié)機(jī)制的深入研究，MSCs來(lái)源的外泌體將為自身免疫炎性疾病的臨床應(yīng)用提供一種全新的手段。
【注】文章所分享內(nèi)容案例僅供參考，不構(gòu)成任何應(yīng)用建議。
參考文獻(xiàn)
