間充質(zhì)干細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)作用的研究進(jìn)展

1、間充質(zhì)干細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)作用的研究進(jìn)展 09-08-03 09:06:00 作者：程書(shū)榜 王成友編輯：studa20【關(guān)鍵詞】 間充質(zhì)干細(xì)胞；免疫調(diào)節(jié)；綜述 干細(xì)胞是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)，骨髓中除血干細(xì)胞以外，還含有另一類(lèi)干細(xì)胞間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymal stem cells, MSC）。相差顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)體外培養(yǎng)的 MSC 團(tuán)與成纖維細(xì)胞類(lèi)似，具有很強(qiáng)的自我增殖能力和多向分化潛能。傳代培養(yǎng)時(shí)， MSC 表現(xiàn)出高度的擴(kuò)增能力，且仍保持著細(xì)胞的染色體核型和端?；钚?。在不同的誘導(dǎo)條件下，具有向中胚層和神經(jīng)外胚層組織細(xì)胞分化的能力，如向成骨細(xì)胞、成軟骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)

2、胞及支持造血的基質(zhì)細(xì)胞等分化2，3。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，MSC 免疫原性很弱，在體內(nèi)不但不能誘發(fā)免疫應(yīng)答，還具有抑制免疫應(yīng)答的作用。本文作者就近年來(lái)對(duì) MSC 的免疫調(diào)節(jié)作用及其機(jī)制進(jìn)行綜述。 1 MSC 的來(lái)源 MSC 在形態(tài)上呈紡錘形的成纖維樣細(xì)胞，能附著在塑料或玻璃培養(yǎng)皿上生長(zhǎng)，形成均勻的集落或貼壁的融合層，是來(lái)源于中胚層的具有多向分化潛能的干細(xì)胞，主要存在于全身結(jié)締組織和器官間質(zhì)中。 目前報(bào)道最多的是成人骨髓的 MSC，具有易貼附于塑料培養(yǎng)板表面的特性，骨髓中的 MSC 含量極少，大約每 104105 個(gè)單個(gè)核細(xì)胞中含有 1 個(gè)，但其擴(kuò)增能力卻很強(qiáng)，在指數(shù)生長(zhǎng)期其倍增時(shí)間大約需要 303

3、3 h，人骨髓 MSC 可在體外傳 40 代仍保持干細(xì)胞特性。正常人外周血中亦可能存在 MSC ，有學(xué)者從肝素化狗的外周血中分離出單個(gè)核細(xì)胞，這些細(xì)胞不表達(dá)或僅表達(dá)低水平的 CD34，而表達(dá) MSC 的表面標(biāo)志，有人從正常人外周血中分離出間充質(zhì)祖細(xì)胞，這些細(xì)胞呈成纖維樣細(xì)胞或基質(zhì)細(xì)胞的形態(tài)，表達(dá)間充質(zhì)干細(xì)胞的標(biāo)志，并可分化為成骨細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等。Erices 等4利用淋巴細(xì)胞分離液分離臍血單個(gè)核細(xì)胞，31 例臍血中有 29 例出現(xiàn)貼壁的融合層，其中 24% 的標(biāo)本得到成纖維樣細(xì)胞，表達(dá) MSC 相關(guān)的抗原標(biāo)志，并有成骨、成脂分化的潛能，其免疫表型和功能特點(diǎn)與骨髓來(lái)源的 MSC 極為類(lèi)似，經(jīng)研

4、究表明臍血中 MSC 較稀少甚至缺乏，臍血標(biāo)本并不是 MSC 的豐富來(lái)源。Zuk 從人脂肪組織中分離培養(yǎng)出成纖維樣細(xì)胞克隆，能在體外穩(wěn)定擴(kuò)增，這些細(xì)胞大部分來(lái)源于中胚層或間充質(zhì)，并混有少量的內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞，一定條件下，可以向脂肪細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、肌肉細(xì)胞和成骨細(xì)胞分化，其后有學(xué)者從小鼠和人的脂肪組織分離培養(yǎng)得到的貼壁細(xì)胞呈成纖維樣細(xì)胞，大部分細(xì)胞表達(dá)CD29，而不表達(dá)造血細(xì)胞的相關(guān)標(biāo)志，并可分化為神經(jīng)細(xì)胞。此外，還有報(bào)道從肌肉、骨、肌腱、腦、胎肺、胎腎以及胎盤(pán)等組織中分離得到 MSC，由此可見(jiàn)， MSC 廣泛分布于各種不同的組織中。 2 MSC 的細(xì)胞表面標(biāo)志 目前對(duì) MSC 的表面標(biāo)記物

5、存在爭(zhēng)議，但一般認(rèn)為，MSC 可經(jīng)流式細(xì)胞儀進(jìn)行鑒定，MSC 不表達(dá) CD14、CD34 或 CD45，但表達(dá) CD105、CD166、CD44、CD29、SH3、SH4、CD54、CD71、SH2、STRO-1 等5。 3 MSC 的免疫學(xué)特性 3.1 MSC 沒(méi)有免疫原性 人的 MSC 表達(dá)胸腺內(nèi)皮細(xì)胞的表面標(biāo)記物，未經(jīng)刺激的 MSC 表達(dá)參與 T 細(xì)胞反應(yīng)的黏附分子， 如血管細(xì)胞黏附分子（VCAM）-1、細(xì)胞間黏附分子（ICAM）-2、 淋巴細(xì)胞功能相關(guān)抗原（LFA）-3， 而 ICAM-1 的表達(dá)需要進(jìn)行誘導(dǎo) 。成人 MSC 表達(dá)中等量人類(lèi)白細(xì)胞抗原 MHC -類(lèi)抗原， 但在胎兒的 M

6、SC 中呈低水平表達(dá)6。MHC -類(lèi)抗原在未經(jīng)刺激的成人及胎兒 MSC 細(xì)胞均不表達(dá)，但應(yīng)用免疫印跡法在前者 MSC 溶解產(chǎn)物中可檢測(cè)到 MHC -類(lèi)抗原， 而后者 MSC 溶解產(chǎn)物中沒(méi)有， 這提示成人 MSC 細(xì)胞內(nèi)含有 MHC -類(lèi)抗原沉積； 實(shí)驗(yàn)亦證明前者在應(yīng)用 IFN刺激 1 至 2 d 后在 MSC 表面可檢測(cè)到 MHC -類(lèi)抗原， 而后者在應(yīng)用 IFN刺激 2 d 后在 MSC 內(nèi)有 MHC -類(lèi)抗原合成，7 d 后在 MSC 表面可檢測(cè)到 MHC -類(lèi)抗原7。雖然成人及胎兒 MSC 細(xì)胞表面表達(dá) MHC -分子， 但當(dāng)其與同種異體的外周血淋巴細(xì)胞共同培養(yǎng)時(shí)，兩者均不能刺激后者發(fā)生

7、增殖。即便在應(yīng)用 IFN刺激 MSC 后細(xì)胞表面表達(dá) MHC -分子， 亦不能刺激同種異體的外周血淋巴細(xì)胞發(fā)生增殖。MSC 不表達(dá) Fasl 或協(xié)同刺激分子如 B7-1、B7-2、CD40 或 CD40-L。因此提供 CD28 介導(dǎo)的共刺激信號(hào)外周血淋巴細(xì)胞亦不能被 MSC 細(xì)胞刺激增殖， 這是 MSC 與其他類(lèi)型細(xì)胞區(qū)別的特 點(diǎn)之一。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，大多數(shù)動(dòng)物（ 如鼠， 狒狒等） 體內(nèi)注射或移植同種異體的主要組織相容性不相符的 MSC， 能成活而不引起排斥反應(yīng)， 并且在移植后 MSC 能夠仍然保持著它的多向分化的潛能8。由此提示未分化的 MSC 和脂肪細(xì)胞， 成骨細(xì)胞， 軟骨細(xì)胞相似沒(méi)有免疫原性，

8、 而且可能誘導(dǎo)對(duì)同一供者來(lái)源的組織器官的耐受。 3.2 MSC 抑制 T 細(xì)胞毒性 Bartholomew9在用 MSC 誘導(dǎo)同種異基因的淋巴細(xì)胞增殖的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在培養(yǎng)的初始階段或 3 ，將 MSC 加入混合的淋巴細(xì)胞反應(yīng)中， 或加入絲裂原刺激的淋巴細(xì)胞中，增殖活性降低大于 50%，對(duì) T 細(xì)胞增殖的抑制效應(yīng)通過(guò)增加 MSC 數(shù)量還可得到擴(kuò)大。Nicola10等研究證實(shí)自體或同種異基因 MSC 能有效抑制 T 細(xì)胞增殖，并認(rèn)為抑制作用的產(chǎn)生并不是誘導(dǎo) T 細(xì)胞凋亡而是由可溶性因子產(chǎn)生的 ， 并證實(shí)了 MSC 通過(guò)分泌轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子- 1 及肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子對(duì) T 淋巴細(xì)胞起抑制作用。羅長(zhǎng)江等11

9、研究發(fā)現(xiàn)，異基因大鼠異位全小腸移植術(shù)后第 3、5、7 天可出現(xiàn)典型的輕、中、重度排斥反應(yīng)，而同基因組和試驗(yàn)組未出現(xiàn)排斥反應(yīng)，異基因移植組術(shù)后 3 d 血清可溶性白細(xì)胞介素 2 受體（sIL2R）及腫瘤壞死因子 2A（TNF2A）水平明顯高于其他組（P 0.05）。認(rèn)為 MSC 可能通過(guò) sIL2R 和 TNF2A 介導(dǎo)小腸移植急性排斥反應(yīng)。 當(dāng)成年鼠、狒狒和人的 MSC 與淋巴細(xì)胞共培養(yǎng)時(shí)，T 細(xì)胞增殖被抑制，這種抑制是非 MHC 限制性的（因?yàn)闊o(wú)論是來(lái)自供體、受體或第三者的 MSC 都具有相似的免疫調(diào)節(jié)作用）12，而且抑制率是劑量依賴性的， 當(dāng) MSC 數(shù)量多時(shí)表現(xiàn)為負(fù)調(diào)控，當(dāng) MSC 數(shù)量

10、少時(shí)表現(xiàn)為正調(diào)控。由絲裂原植物血凝素（PHA）、葡萄球菌蛋白 A（SPA）、刀豆蛋白 A（ConA）引起的非特異性的淋巴細(xì)胞增殖可被自體或同種異體 MSC 抑制，而且抑制率亦表現(xiàn)為劑量依賴性，少量的 MSC 不能抑制由絲裂原引起的 T 細(xì)胞增殖，但是 MSC 對(duì) PWM 刺激的細(xì)胞增殖幾乎沒(méi)有抑制作用。國(guó)內(nèi)目前也有不少體內(nèi)實(shí)驗(yàn)報(bào)道，萬(wàn)赤丹等13和張清軍等14研究表明，來(lái)源脂肪和骨髓的 MSC 能抑制肝移植大鼠 T 淋巴細(xì)胞增殖，顯著減輕大鼠肝移植術(shù)后急性排斥反應(yīng)。MSC 抑制免疫并不是通過(guò)誘導(dǎo)淋巴細(xì)胞凋亡或致 T 細(xì)胞無(wú)能而實(shí)現(xiàn)的， 有文獻(xiàn)報(bào)道加入抗 - TDF可恢復(fù) T 細(xì)胞增殖，這提示細(xì)胞因子在 MSC 抑制免疫中起到重要的中介作用15。通過(guò)直接的細(xì)胞接觸， MSC 也影響活化的T細(xì)