概述:干細胞,尤其是間充質(zhì)干細胞,通過其免疫調(diào)節(jié)特性成為系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)治療的創(chuàng)新策略。間充質(zhì)干細胞可以通過分泌可溶性因子,調(diào)控免疫細胞;調(diào)節(jié)細胞自噬,清除凋亡細胞;分泌細胞外囊泡影響細胞間的信號傳遞這3大作用機制,減輕系統(tǒng)性紅斑狼瘡相關(guān)炎癥,修復(fù)受損組織,展現(xiàn)出治療系統(tǒng)性紅斑狼瘡的顯著潛力。
系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)是一種異質(zhì)性自身免疫性疾病,其特征是免疫細胞異常激活、細胞因子分泌失調(diào)、自身抗體產(chǎn)生、細胞組織浸潤和免疫復(fù)合物形成。
抗原抗體復(fù)合物產(chǎn)生后,會滯留在小血管、皮膚和腎臟的基底膜區(qū)以及各種器官系統(tǒng)中,可能導(dǎo)致嚴重的多器官并發(fā)癥,比如可累及血液系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、肺部及心血管、眼部、皮膚黏膜、肌肉關(guān)節(jié)等,造成頰部紅斑、口腔潰瘍、關(guān)節(jié)炎、狼瘡腎炎、神經(jīng)精神狼瘡等。不僅影響患者身體健康,還可能影響面部美觀。
傳統(tǒng)方法治療系統(tǒng)性紅斑狼瘡的缺點
系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)是一種慢性自身免疫性疾病,傳統(tǒng)治療方法主要包括使用免疫抑制劑和糖皮質(zhì)激素。這些藥物雖然能夠有效控制病情,但長期使用會帶來一系列副作用和并發(fā)癥。
- 免疫抑制:傳統(tǒng)治療通常涉及強效免疫抑制劑,這些藥物會抑制整個免疫系統(tǒng),增加患者感染的風(fēng)險,尤其是機會性感染和疫苗接種后的免疫應(yīng)答減弱。?
- 副作用:長期使用糖皮質(zhì)激素可能導(dǎo)致骨質(zhì)疏松、肌肉萎縮、體重增加、高血壓、糖尿病等代謝綜合征相關(guān)的副作用,以及胃腸道潰瘍和心理健康問題。?
- 治療抵抗性:部分患者對傳統(tǒng)治療方法反應(yīng)不佳,可能出現(xiàn)疾病的反復(fù)發(fā)作和病情加重,這對于患者的生活質(zhì)量和長期預(yù)后構(gòu)成挑戰(zhàn)。?
- 累積損傷:長期使用免疫抑制劑和糖皮質(zhì)激素可能導(dǎo)致內(nèi)臟損傷,如腎臟功能減退,以及心血管疾病的風(fēng)險增加。
隨著對SLE病理生理機制的深入了解,新型治療方法如干細胞治療和生物制劑治療正在被研究和應(yīng)用。這些治療方法旨在更精確地調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng),減少對正常免疫功能的抑制,同時降低副作用和治療抵抗性。
什么是間充質(zhì)干細胞
間充質(zhì)干細胞(mesenchymal stemcells,MSCs)是具有多譜系分化潛力的非造血干細胞,可以很容易從多種生物組織中分離和擴增,主要來源有骨髓 、脂肪組織 、臍帶和胎盤組織。
MSCs具有免疫調(diào)節(jié),低免疫原性,修復(fù)受損組織,靶向分化,趨化性及歸巢的功能和特性,這為治療SLE
提供新的選擇。越來越多的實驗和臨床數(shù)據(jù)表明,間充質(zhì)干細胞移植將是一種治療系統(tǒng)性紅斑狼瘡的有前途的治療策略。
- 詳情請瀏覽(間充質(zhì)干細胞:其特性、用途、臨床進展的全面概述)
間充質(zhì)干細胞治療系統(tǒng)性紅斑狼瘡3大作用機制,你都了解嗎?
1.間充質(zhì)干細胞能夠分泌可溶性因子,調(diào)控免疫細胞
1.1 間充質(zhì)干細胞的抑制炎癥作用
間充質(zhì)干細胞(MSCs)能通過抑制巨噬細胞 、自然殺傷細胞(NK)、樹突 狀 細 胞(DC)等先天性免疫細胞的炎癥反應(yīng)抑制系統(tǒng)性紅斑狼瘡進展。
在一項研究中發(fā)現(xiàn),臍帶來源的間充質(zhì)干細胞(UC-MSCs)通過上調(diào)FLT3L的表達水平促進耐受性CD1c+ DC的增殖,進而抑制SLE患者的炎癥反應(yīng)【1】。
NK是先天免疫系統(tǒng)和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)之間的橋梁,MSCs對NK的抑制作用一般通過免疫調(diào)節(jié)因子介導(dǎo)。
研究表明【2.3】,骨髓來源的間充質(zhì)干細胞(BM-MSCs)通過IDO和PGE2抑制IL-2誘導(dǎo)的NK細胞增殖,抑制NK 細胞毒性和細胞因子IFN-γ產(chǎn)生。
這些研究說明了間充質(zhì)干細胞能夠通過調(diào)節(jié)先天性免疫細胞抑制系統(tǒng)性紅斑狼瘡的炎癥反應(yīng),防止系統(tǒng)性紅斑狼瘡進一步發(fā)展。
1.2 間充質(zhì)干細胞的調(diào)控免疫細胞作用
間充質(zhì)干細胞還能通過調(diào)節(jié)B細胞、T細胞等適應(yīng)性免疫細胞的功能抑制系統(tǒng)性紅斑狼瘡進展。
研究表明,骨髓間充質(zhì)干細胞能夠通過基質(zhì)金屬蛋白酶剪切修飾自分泌的CCL2而抑制B細胞的活化【4】。而臍帶間充質(zhì)干細胞能夠通過TGF-β1促進Bregs表達IL-10,有效糾正SLE患者Treg/Th17/Th1的失衡,預(yù)防SLE的發(fā)生【5】。
T細胞異常活化、Th1/Th2亞群失衡與SLE的發(fā)病機制有關(guān)。間充質(zhì)干細胞能夠以劑量依賴性方式抑制T細胞活化,抑制狼瘡T細胞的G1/S期轉(zhuǎn)變,糾正SLE患者中異常激活的T細胞亞群。
間充質(zhì)干細胞的具體功能見圖1。
2.間充質(zhì)干細胞能夠調(diào)節(jié)細胞自噬,清除凋亡細胞
自噬是真核生物依靠溶酶體降解蛋白質(zhì)和細胞器的過程。在SLE患者中,自噬缺陷會導(dǎo)致難以清除的細胞碎片和過度分泌的炎性細胞因子。
MSCs能調(diào)節(jié)自噬相關(guān)基因的mRNA和蛋白質(zhì)水平,進而調(diào)控相關(guān)細胞的自噬,如mTOR、p-Akt、p-AMPK、p-ULK1、LC3BⅡ和Beclin1等。
2.1 間充質(zhì)干細胞在調(diào)節(jié)自噬細胞中的作用
- T細胞調(diào)控:研究表明,MSCs可抑制T細胞過度自噬和凋亡,與其維持T細胞線粒體穩(wěn)態(tài)的能力相關(guān),減少SLE中T細胞過度激活【6.7】。
- 內(nèi)皮細胞保護:有研究發(fā)現(xiàn),MSCs通過抑制腦微血管內(nèi)皮細胞凋亡和自噬,降低神經(jīng)系統(tǒng)病變風(fēng)險【8】;并調(diào)節(jié)肺部微血管內(nèi)皮細胞的自噬,減少通透性,保護肺組織【9】。
- 巨噬細胞自噬抑制:基于相關(guān)文獻推斷,MSCs抑制巨噬細胞自噬,調(diào)節(jié)免疫反應(yīng),促進肺部損傷修復(fù)。
- 骨髓細胞修復(fù):MSCs還通過誘導(dǎo)骨髓細胞自噬,修復(fù)損傷細胞,可能與PI3K/AKT通路調(diào)節(jié)相關(guān)【9】,展示其多方位的治療潛能。
間充質(zhì)干細胞通過精細調(diào)節(jié)自噬,為SLE及其他免疫介導(dǎo)疾病的治療提供了新視角,展示了其在維持細胞平衡和組織修復(fù)中的關(guān)鍵角色。
2.2 間充質(zhì)干細胞的吞噬凋亡細胞的作用
凋亡細胞(ACs)清除障礙與系統(tǒng)性紅斑狼瘡(SLE)的發(fā)病機制緊密相關(guān)。NF-κB信號通路的激活雖傳統(tǒng)上被認為促進炎癥反應(yīng),但研究揭示,此通路激活與MSCs抗炎因子釋放及免疫調(diào)控功能密切相關(guān)。
Zhang等人的一項研究成果【10】揭示骨髓間充質(zhì)干細胞衍生的microRNA-16和microRNA-21外泌體促進巨噬細胞向抗炎表型極化,增強其吞噬凋亡細胞碎片及招募調(diào)節(jié)性T細胞能力,有效緩解狼瘡性腎炎癥狀。
這些發(fā)現(xiàn)強調(diào)了NF-κB信號通路在SLE中的復(fù)雜作用,以及MSCs通過吞噬凋亡細胞和釋放特定miRNAs調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答,為SLE治療提供了新思路。這不僅展示了MSCs在免疫調(diào)節(jié)上的精細調(diào)控能力,也揭示了未來治療SLE的新靶點和策略。
3. 間充質(zhì)干細胞分泌的細胞外囊泡影響細胞間的信號傳遞
間充質(zhì)干細胞主要通過分泌細胞外囊泡進行細胞之間的信號傳遞和物質(zhì)運輸。
研究發(fā)現(xiàn),間充質(zhì)干細胞來源的細胞外囊泡 (MSCs-EVs)可促進炎癥細胞表型(如M1巨噬細胞、DC、Th1和Th17細胞)向免疫抑制細胞表型(如M2巨噬細胞、耐受性DC和調(diào)節(jié)性T細胞)轉(zhuǎn)化,進而抑制炎癥反應(yīng),減緩SLE進一步發(fā)展【11】。
MSCs-EVs能通過多種方式抑制T細胞的功能。如:
- 調(diào)節(jié)糖酵解和細胞因子信號通路,抑制T細胞增殖。
- 包裹miR-23a-3p和TGF-β受體2,促進CD4+T細胞分化為調(diào)節(jié)性T細胞。
- 通過p27kip1/Cdk2信號通路使T細胞周期停滯,抑制T細胞增殖,增加IL-10和TGF-β的表達,促進活化T細胞凋亡和Treg細胞生成。
MSCs-Exo是最常見的MSCs-EVs類型,能影響MSCs 和免疫細胞之間的信號傳遞。MSCs-Exo的表面標(biāo)記物有CD8,CD9,CD44,CD73和CD90,參與細胞遷移、免疫應(yīng)答、細胞分化、抗原提呈等過程。
MSCs-Exo的作用:
- 研究發(fā)現(xiàn),骨髓間充質(zhì)干細胞外泌體miR-146a-5p能夠下調(diào)IRAK1表達,調(diào)節(jié)Th17/Treg細胞比例,減少促炎細胞因子【12】。
- MSCs-Exo通過TGF-β/Smad信號通路抑制NK細胞增殖和激活,降低IFN-γ和TNF-α釋放,減輕炎癥【12】。
- 通過tsRNA-21109抑制巨噬細胞M1極化,改善腎炎和其他關(guān)鍵器官損傷,緩解SLE病情【14】。
- 促進血管重建,緩解神經(jīng)炎癥。
綜上,MSCs-EVs通過復(fù)雜的免疫調(diào)節(jié)機制,展現(xiàn)出在SLE治療中的巨大潛力。通過細致調(diào)節(jié)免疫細胞功能和極化狀態(tài),MSCs-EVs提供了一種精準干預(yù)SLE炎癥和組織損傷的新路徑。
結(jié)論
綜上所述,間充質(zhì)干細胞可以通過分泌可溶性因子,調(diào)控免疫細胞;調(diào)節(jié)細胞自噬,清除凋亡細胞;分泌細胞外囊泡影響細胞間的信號傳遞的作用機制參與系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者的治療。
這些綜合機制協(xié)同作用,使間充質(zhì)干細胞治療系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者療效大大提高,改善了患者的生存質(zhì)量和預(yù)后。未來,干細胞治療可能會繼續(xù)發(fā)展,包括改進干細胞的制備工藝、優(yōu)化治療方案以及探索干細胞治療與其他治療方法的聯(lián)合應(yīng)用。隨著研究的深入,干細胞治療有望為系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者提供更多的治療選擇。
相關(guān)閱讀:了解更多關(guān)于干細胞治療系統(tǒng)性紅斑狼瘡的新聞資訊!
【1】Yuan XR,Qin XD,Wang DD,et al. Mesenchymal stem cell therapy induces FLT3Land CD1c+ dendritic cells in systemic lupus erythematosus patients[J]. Nat Commun,2019,10(1):2498
【2】Spaggiari GM,Abdelrazik H,Becchetti F,et al. MSCs inhibit monocyte – derived DC maturation and function by selectively interfering with the generation of immature DCs:central role of MSC – derived prostaglandin E2[J].Blood,2009,113(26):6576-6583.
【3】劉鑫,李洋 . 間充質(zhì)干細胞對免疫細胞的影響及其在自身免疫性疾病中的應(yīng)用[J]. 東南大學(xué)學(xué)報(醫(yī)學(xué)版),2017,36(5):881-885.
【4】Che N,Li X,Zhang L,et al. Impaired B cell inhibition by lupus bone marrow mesenchymal stem cells is caused by reduced CCL2 expression[J]. JImmunol,2014,193(10):5306-5314.
【5】Chun W, Tian J, Zhang Y. Transplantation of mesenchymal stem cells ameliorates systemic lupuserythematosus and upregulates B10 cells through TGF-β1[J]. Stem Cell Res Ther,2021,12(1):512.
【6】Ceccariglia S,Cargnoni A,Silini AR,et al. Autophagy:a potential key contributor to the therapeutic action of mesenchymal stem cells[J]. Autophagy,2020,16(1):28-37.
【7】Chen J,Wang Q,F(xiàn)eng X,et al. Umbilical Cord – Derived Mesenchymal Stem Cells Suppress Autophagy of T Cells in Patients with Systemic Lupus Erythematosus via Transfer of Mitochondria[J]. Stem Cells Int,2016,2016:4062789.
【8】Tan N,Xin W,Huang M,et al. Mesenchymal stem cell therapy for ischemic stroke:Novel insight into the crosstalk with immune cells[J]. Front Neurol,2022,13:1048113.
【9】Wang Z,Shi Y,Chen W,et al. Mesenchymal stem cells repair bone marrow damage of aging rats and regulate autophagy and aging genes[J]. Cell Biochem Funct,2020,38(6):792-800.
【10】Zhang M,Johnson – Stephenson TK,Wang W,et al.Mesenchymal stem cell – derived exosome – educatedmacrophages alleviate systemic lupus erythematosus by promoting efferocytosis and recruitment of IL – 17( + )regulatory T cell[J]. Stem Cell Res Ther,2022,13(1):484.
【11】Yang C,Sun J,Tian Y,et al. Immunomodulatory Effect of MSCs and MSCs-Derived Extracellular Vesicles in Systemic Lupus Erythematosus[J]. Front Immunol,2021,12:714832.
【12】Liu YJ,Miao HB,Lin S,et al. Current Progress in Treating Systemic Lupus Erythematosus Using Exosomes/ MicroRNAs [J]. Cell Transplant, 2023, 32:9636897221148775.
【13】Shen Z,Huang W,Liu J,et al. Effects of Mesenchymal Stem Cell – Derived Exosomes on Autoimmune Diseases[J]. Front Immunol,2021,12:749192.
【14】Dou R,Zhang X,Xu X,et al. Mesenchymal stem cell exosomal tsRNA – 21109 alleviate systemic lupus erythematosus by inhibiting macrophage M1 polarization[J]. Mol Immunol,2021,139:106-114.
免責(zé)說明:本文僅用于傳播科普知識,分享行業(yè)觀點,不構(gòu)成任何臨床診斷建議!杭吉干細胞所發(fā)布的信息不能替代醫(yī)生或藥劑師的專業(yè)建議。
版權(quán)說明:本文來自杭吉干細胞科技內(nèi)容團隊,歡迎個人轉(zhuǎn)發(fā)至朋友圈,謝絕媒體或機構(gòu)未經(jīng)授權(quán)以任何形式轉(zhuǎn)載至其他平臺,轉(zhuǎn)載授權(quán)請在網(wǎng)站后臺下方留言獲取。