導語:間充質(zhì)干細胞(Mesenchymal Stem Cells)是一種具有自我更新和多向分化能力的多潛能干細胞。 它們可以轉化成各種細胞類型,提供廣泛的臨床應用。 間充質(zhì)干細胞存在于多種來源,包括臍帶、牙髓、脂肪組織和骨髓。
間充質(zhì)干細胞通過內(nèi)分泌和旁分泌系統(tǒng)分泌生物活性因子和外泌體來發(fā)揮作用,本文帶你了解間充質(zhì)干細胞的治療機制。
間充質(zhì)干細胞有哪六大治療機制
1.旁分泌作用
間充質(zhì)干細胞分泌旁分泌因子,包括細胞因子、趨化因子、生長因子和miRNA。間充質(zhì)干細胞移植或施用分離的分泌因子可使間充質(zhì)干細胞旁分泌因子到達受傷組織,幫助恢復健康的微環(huán)境,促進組織修復。
間充質(zhì)干細胞旁分泌因子在免疫調(diào)節(jié)、組織再生和愈合、抗纖維化、抗凋亡和血管生成 中發(fā)揮重要作用。因此成為治療炎癥性疾病的有效方法,例如多發(fā)性硬化癥 、克羅恩病、移植物抗宿主病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡和1型糖尿病 。免疫調(diào)節(jié)依賴于間充質(zhì)干細胞與靶組織免疫微環(huán)境之間的相互作用。
在炎癥微環(huán)境中,促炎細胞因子可刺激間充質(zhì)干細胞分泌抗炎因子,如TNFα 刺激基因 (TSG)-6、一氧化氮 、IL-10、半乳糖凝集素、前列腺素E2和轉化生長因子。
2.線粒體轉移
線粒體功能障礙是衰老過程的標志,與許多疾病的發(fā)病機制有關 。因此,基于間充質(zhì)干細胞的線粒體轉移是一種很有前途的治療策略,通過補充或替換目標患病細胞中受損的線粒體 。
研究觀察到,在炎癥或缺氧條件下,間充質(zhì)干細胞和受損上皮和內(nèi)皮細胞之間的線粒體轉移可增加隧道納米管 (TNT) 和間隙連接的形成,并且間充質(zhì)干細胞衍生的線粒體轉移可防止受體細胞凋亡。
3.細胞外囊泡(EV)轉移
間充質(zhì)干細胞衍生的細胞外囊泡 (EV) 作為一種間充質(zhì)干細胞療法的非細胞替代方案。細胞外囊泡是指外泌體、微囊泡和凋亡小體,是細胞在刺激或凋亡后分泌的膜包裹實體。這些囊泡的大小和內(nèi)容高度多變且異質(zhì)性強,涉及蛋白質(zhì)、mRNA和miRNA 。
來自間充質(zhì)干細胞的外泌體已顯示出對自身免疫性葡萄膜炎、視網(wǎng)膜脫離、心肌梗死、 1 型糖尿病、傷口愈合、骨修復、燒傷、創(chuàng)傷性腦損傷、脊髓損傷 和其他幾種疾病等疾病模型的有益作用。外泌體發(fā)揮作用的最常見機制是通過其調(diào)節(jié)免疫細胞和免疫微環(huán)境的能力。?
4.歸巢和再生藥物遞送
細胞遷移和歸巢在受到損傷或炎癥刺激時,間充質(zhì)干細胞能夠通過特定的趨化因子向損傷部位遷移,并在局部環(huán)境中發(fā)揮作用。這一過程被稱為“歸巢”,對組織修復至關重要。
利用間充質(zhì)干細胞歸巢至腫瘤部位的能力,間充質(zhì)干細胞可以作為治療載體,將抗癌藥物運送到適當?shù)牟课弧?/strong>由于高度進展和晚期惡性腫瘤構成了主要的健康負擔,目前的治療效果不令人滿意,也沒有治愈性療法,因此間充質(zhì)干細胞相關的藥物載體可能為癌癥治療,特別是晚期癌癥治療帶來新的希望。
5.抗腫瘤血管生成
除了直接抑制腫瘤細胞生長外,與骨髓間充質(zhì)干細胞或臍帶間充質(zhì)干細胞共培養(yǎng)還可降低膠質(zhì)母細胞瘤的血管生成。其潛在機制可能涉及 PDGF-BB 和 IL1β 分泌下調(diào)或 FAK、VEGF 或 Akt 減少 。
另一種有吸引力的間充質(zhì)干細胞來源,即人類子宮內(nèi)膜間充質(zhì)干細胞,也表現(xiàn)出通過抑制 AKT 磷酸化和降低 VEGFA 和 HIF-1α 表達(可能通過 FoxO3a 的核轉位)來減少腫瘤生長。
6.反侵襲和遷移
臍帶間充質(zhì)干細胞還能增加 PTEN 或 Mad1 表達,下調(diào) PI3K/AKT、c-Myc/ERK 或 EGFR/c-Met 活性,從而降低膠質(zhì)母細胞瘤細胞的侵襲和遷移 。研究表明,在膽管癌和乳腺癌中,分別用臍帶間充質(zhì)干細胞或脂肪間充質(zhì)干細胞治療后,抑制 Wnt 信號傳導可降低腫瘤的生長和遷移。
未來展望
間充質(zhì)干細胞治療是細胞治療進步的重要基石,但在體內(nèi)系統(tǒng)應用后,其藥代動力學和藥效學仍有許多需要了解的地方。間充質(zhì)干細胞的不同組織來源不僅賦予了影響其治療效用的不同生物活性,而且還引發(fā)了對不同安全性的擔憂。
許多方法用于追蹤體內(nèi)接種的間充質(zhì)干細胞,每種方法都有不同的優(yōu)點和缺點。這些將有助于未來的研究,以辨別和優(yōu)化不同間充質(zhì)干細胞在未來臨床治療中的使用。
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