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一文读懂| 胎盘间充质干细胞的免疫调节特性与疾病的治疗

来源:博雅

日期: 2020.09.29

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近年来,胎盘来源间充质干细胞越来越多的被应用到疾病的治疗研究中。间充质干细胞有一个非常显著的特性——免疫调节特性,可以调节如抗原提呈细胞、T细胞、B细胞和自然杀伤细胞等重要免疫细胞的免疫功能,临床试验也使用间充质干细胞治疗各种人类免疫疾病,如多发性硬化症和1型糖尿病。基于此,胎盘间充质干细胞拥有着广阔的临床应用前景。那么,胎盘来源间充质干细胞的免疫学特性将对人类疾病的治疗发挥着怎样的作用呢?发表在Placenta杂志上的研究给了我们答案[1]。


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胎盘间充质干细胞及免疫抑制特性


胎盘是孕妇特有的一个器官,它对胎儿的发育起到保护作用,由绒毛膜和基底板组成。从人体胎盘的不同部位如绒毛膜绒毛、基底蜕膜、蜕膜结膜和羊膜中可以分离得到间充质干细胞。与其他来源的间充质干细胞一样,胎盘间充质干细胞也具有免疫调节特性,这使其在免疫介导的疾病中具有潜在的应用价值,因此,胎盘间充质干细胞得到了广泛的研究[2]。


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图片来源:文献1


近年来,在体内注射胎盘间充质干细胞,以探讨其生存和免疫抑制能力及治疗免疫介导疾病的研究越来越多。胎盘间充质干细胞可抑制T 淋巴细胞、B淋巴细胞及 NK 细胞的部分免疫功能,作用机制包括抑制免疫细胞的增殖、抑制可溶性细胞因子、抑制细胞毒性物质的分泌。这就使得治疗用的胎盘间充质干细胞不仅可以用于自体,也可以用于异体。


胎盘间充质干细胞与疾病的治疗


胎盘间充质干细胞的免疫抑制特性在多种疾病的治疗中发挥了作用。研究证明胎盘间充质干细胞对博莱霉素诱导的炎症和肺纤维化动物模型有免疫抑制作用。肺纤维化小鼠移植胎盘间充质干细胞后可减少中性粒细胞浸润,改善炎症和疾病严重程度[3]。此外,胎盘间充质干细胞的条件培养基也可以降低博莱霉素损伤小鼠的肺纤维化。


还有文献报道了胎盘间充质干细胞对自身免疫性脑脊髓炎小鼠模型的治疗效果。在移植胎盘间充质干细胞后,通过减少免疫系统对髓鞘的攻击和修复髓鞘降低了疾病的严重程度[4]。


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阿尔茨海默病是中枢神经系统相关的疾病,胎盘间充质干细胞对阿尔茨海默病小鼠模型具有有益的免疫抑制作用。胎盘间充质干细胞的免疫调节可以抑制炎症细胞因子的释放,挽救认知损伤,增加神经元存活和神经新生。总体来讲,胎盘间充质干细胞可以减缓病理进展和改善记忆功能[5]。


肺移植是各种危及生命的肺部疾病的最佳选择,但慢性排斥反应或闭塞性细支气管炎是术后死亡的主要原因[6]。在异位气管移植小鼠模型中,有研究证明胎盘间充质干细胞通过减少肺移植后的慢性排斥反应来保护闭塞性细支气管炎。


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另外,在缺血肢体和脑损伤动物模型中可促进缺血小鼠后肢血管生成,改善血流灌注。还通过调节与创面愈合相关的炎症反应,以及调节促炎和抗炎介质的分泌来加速创面愈合[7]。


这些研究为胎盘间充质干细胞治疗免疫介导疾病提供了强有力的理论基础。


胎盘间充质干细胞的临床研究转化


目前,在clinicaltrials.gov网站上注册的约有近千项涉及间充质干细胞的临床试验,涉及胎盘间充质干细胞的临床试验数量逐年增加。


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这些临床试验探讨了临床使用胎盘间充质干细胞的潜力,治疗机制大多依赖于胎盘间充质干细胞的免疫调节特性。虽然其中一些试验尚未完成,但到目前为止,已有的研究结果支持了胎盘间充质干细胞移植在人类中的生物安全性。


研究者将胎盘间充质干细胞应用于治疗多种疾病,例如多发性硬化症、复发缓解硬化症、继发性进展硬化症、特发性肺纤维化、2型糖尿病、勃起功能障碍等,初步探讨了胎盘间充质干细胞临床应用的适应症、安全性和可行性。已有研究证明了胎盘间充质干细胞治疗是有益和安全的,但其作用机制仍需更多的探讨。


展望


研究表明,胎盘间充质干细胞能够改变固有免疫系统和适应性免疫系统的功能,在治疗免疫介导的疾病中占重要地位。目前绝大多数干细胞中心使用造血干细胞治疗血液系统疾病,但胎盘间充质干细胞可以满足更多的临床需求,人们对胎盘间充质干细胞的临床价值和对其独特的免疫调节特性持肯定的态度,前景更加广阔。


参考文献:

1. M H Abumaree, et al. Immunomodulatory properties of human placental mesenchymal stem/stromal cells.Placenta. 2017 Nov;59:87-95.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28411943/

2. B. Huppertz, et al.The anatomy of the normal placenta J. Clin. Pathol., 61 (12) (2008), pp. 1296-1302. https://jcp.bmj.com/content/61/12/1296

3. A. Cargnoni, et al. Transplantation of allogeneic and xenogeneic placenta-derived cells reduces bleomycin-induced lung fibrosis.Cell Transpl., 18 (4) (2009), pp. 405-422. https://journals.sagepub.com/doi/full/10.3727/096368909788809857

4. Y. Fisher-Shoval, et al. Transplantation of placenta-derived mesenchymal stem cells in the EAE mouse model of MS.J. Mol. Neurosci., 48 (1) (2012), pp. 176-184. https://link.springer.com/article/10.1007/s12031-012-9805-6

5. K.S. Kim, et al. Long-term immunomodulatory effect of amniotic stem cells in an Alzheimer's disease model. Neurobiol. Aging, 34 (10) (2013), pp. 2408-2420. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0197458013001486

6. Y. Zhao, et al. Treatment with placenta-derived mesenchymal stem cells mitigates development of bronchiolitis obliterans in a murine model.J. Thorac. Cardiovasc Surg., 147 (5) (2014), pp. 1668-1677. https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-84899962031&origin=inward&txGid=3a3984e462c20d8c816a2a6e316395bf

7. H. Wang, et al. Implantation of placenta-derived mesenchymal stem cells accelerates murine dermal wound closure through immunomodulation.Am. J. Transl. Res., 8 (11) (2016), pp.4912-4921. https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-84999036976&origin=inward&txGid=1561397a96bc247292be5884bba967aa


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