漢氏聯(lián)合成果專欄18:探索干細(xì)胞調(diào)控免疫的機(jī)制
免疫系統(tǒng),是我們身體細(xì)胞王國(guó)的防衛(wèi)系統(tǒng)。這個(gè)防衛(wèi)系統(tǒng)不是一朝一夕建立起來的,而是在我們成長(zhǎng)過程中逐漸完善的。
建立健全的免疫系統(tǒng)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程
一、免疫系統(tǒng)必須能夠識(shí)別并清除外來入侵者,如病毒、細(xì)菌等;
二、免疫系統(tǒng)要監(jiān)視身體細(xì)胞王國(guó)的公民是否變成了壞分子(癌細(xì)胞),一旦發(fā)現(xiàn),必須及時(shí)清除;
三、非常重要,同時(shí)也是容易被大家忽略的是,免疫系統(tǒng)必須能夠識(shí)別自己人,確保不對(duì)自身細(xì)胞進(jìn)行攻擊。
上述免疫功能的第三條出了問題,免疫系統(tǒng)不認(rèn)識(shí)自己人,對(duì)自身細(xì)胞發(fā)動(dòng)無情攻擊時(shí),就會(huì)發(fā)生自身免疫性疾病。
隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,自身免疫性疾病有逐漸增多的趨勢(shì)。
自身免疫性疾病一直是臨床難治性疾病,目前主要依靠激素和免疫抑制劑進(jìn)行治療,但副作用大,而且容易復(fù)發(fā)。
間充質(zhì)干細(xì)胞能夠分泌免疫調(diào)節(jié)因子,對(duì)免疫紊亂性疾病顯示了良好的治療作用。
在漢氏聯(lián)合成果專欄5,我們講述了漢氏聯(lián)合團(tuán)隊(duì)開展的干細(xì)胞治療自身免疫性疾病的臨床案例。
干細(xì)胞調(diào)控人體免疫系統(tǒng)的機(jī)制是什么?
為了回答這個(gè)問題,漢氏聯(lián)合團(tuán)隊(duì)開展了深入的療效機(jī)制研究。
一、間充質(zhì)干細(xì)胞通過分泌PGE2因子發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。
雖然已有大量研究證明了間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)人體的免疫調(diào)節(jié)作用,然而,間充質(zhì)干細(xì)胞是通過哪些或哪個(gè)關(guān)鍵分子發(fā)揮作用的呢?
漢氏聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),前列腺素E2(PGE2,一種重要的細(xì)胞生長(zhǎng)和調(diào)節(jié)因子)是臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的關(guān)鍵分子。
漢氏聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)發(fā)表的臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞通過PGE2發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的論文
在該研究中,研究人員首先發(fā)現(xiàn),人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)外周血單個(gè)核細(xì)胞(主要成份是免疫細(xì)胞)增殖以及IFN-Y(一種重要的炎癥因子)的生成均具有顯著的抑制作用。這些結(jié)果再次說明臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞具有顯著的免疫調(diào)節(jié)作用。
更進(jìn)一步,研究人員將臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞分泌的PGE2進(jìn)行選擇性阻滯(將PGE2的功效去除),發(fā)現(xiàn)臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)作用大大降低。
這一結(jié)果說明,PGE2是臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的關(guān)鍵分子。
這一發(fā)現(xiàn)的意義,不僅僅是滿足了科學(xué)家的好奇心(臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞到底是通過什么途徑發(fā)揮作用的),而是對(duì)未來的臨床治療有重要提示意義。
臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞會(huì)分泌種類眾多的細(xì)胞因子,這些細(xì)胞因子就像是間充質(zhì)干細(xì)胞的武器庫一樣,在不同的情況下武器庫中哪個(gè)兵器會(huì)派上關(guān)鍵用處,之前人們知之甚少。
漢氏聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)PGE2是臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的關(guān)鍵武器,為利用PGE2增強(qiáng)臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)免疫系統(tǒng)疾病的治療作用,提供了重要方向。
二、單核細(xì)胞加強(qiáng)間充質(zhì)干細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)功能
在上一篇研究中,漢氏聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)PGE2是臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的關(guān)鍵因子。
那么,有什么因素會(huì)促進(jìn)臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞分泌更多的PGE2,從而增強(qiáng)臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞的功能呢?
血液中的一種免疫細(xì)胞---CD14+單核細(xì)胞(CD14是單核細(xì)胞表面的一種分子,是細(xì)菌脂多糖LPS的受體,介導(dǎo)LPS性細(xì)胞反應(yīng))與臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞共培養(yǎng),能夠顯著促進(jìn)臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞合成和分泌PGE2。
漢氏聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)發(fā)表的CD14+單核細(xì)胞促進(jìn)臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞免疫調(diào)節(jié)功能的論文
更進(jìn)一步,研究人員發(fā)現(xiàn),單核細(xì)胞分泌的白介素(IL-β)是促進(jìn)臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞分泌PGE2的關(guān)鍵因子。
這些研究為進(jìn)一步提升臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)功能提供了非常有價(jià)值的線索。
三、間充質(zhì)干細(xì)胞促進(jìn)B細(xì)胞的增殖和分化
除了通過分泌活性因子發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用,漢氏聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn),間充質(zhì)干細(xì)胞通過直接接觸方式,能夠促進(jìn)B細(xì)胞的增殖和分化成熟,進(jìn)而促進(jìn)人體免疫功能。
漢氏聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)發(fā)表的臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞促進(jìn)B細(xì)胞增殖和分化的論文
B細(xì)胞是一種重要免疫細(xì)胞,能夠制造一種關(guān)鍵的免疫武器-抗體。抗體就像子彈一樣,可以精確瞄準(zhǔn)敵對(duì)分子,產(chǎn)生殺傷力。
B細(xì)胞在分化成熟以后,并且在外來抗原的刺激下,才能合成大量抗體。
四、間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)重癥肌無力治療作用的研究
重癥肌無力是一種自身免疫性疾病,與其他自身免疫性疾病一樣,發(fā)病原因主要是機(jī)體免疫系統(tǒng)出現(xiàn)紊亂而破壞了機(jī)體的正常“秩序”。重癥肌無力是神經(jīng)肌肉接頭突觸后膜乙酰膽堿受體被自身抗體攻擊,當(dāng)這個(gè)重要受體的功能異常,就會(huì)直接影響神經(jīng)肌肉的正常傳導(dǎo)和動(dòng)作發(fā)生。
漢氏聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)重癥肌無力具有顯著的治療作用。
漢氏聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)發(fā)表的臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療重癥肌無力的論文
經(jīng)過治療,重癥肌無力大鼠模型體內(nèi)的自身抗體顯著減少,免疫細(xì)胞Th1/Th2比例的失衡得到矯正,炎癥因子如IFN-Y合成減少。
五、間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)自身免疫性葡萄膜炎的治療作用
漢氏聯(lián)合團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn),間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)眼部的自身免疫性疾病-自身免疫性葡萄膜炎,也具有治療作用。
漢氏聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)發(fā)表的間充質(zhì)干細(xì)胞治療自身免疫性葡萄膜炎的論文
漢氏聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過靜脈輸注的方式將干細(xì)胞輸注到葡萄膜炎小鼠模型體內(nèi),通過調(diào)節(jié)全身免疫狀況,進(jìn)而改善葡萄膜炎。
間充質(zhì)干細(xì)胞發(fā)揮治療的機(jī)制是調(diào)控Th1/Th2/Th17相關(guān)細(xì)胞因子的表達(dá),如減少促炎因子IFN-γ和IL-17的產(chǎn)生,增加炎癥抑制因子IL-10的產(chǎn)生,同時(shí)上調(diào)免疫抑制細(xì)胞Treg的數(shù)量,最終實(shí)現(xiàn)抑制過度炎癥反應(yīng),從而降低炎癥反應(yīng)對(duì)機(jī)體的損傷。
六、間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)系統(tǒng)性硬化癥的治療作用
漢氏聯(lián)合團(tuán)隊(duì)還報(bào)道了一例間充質(zhì)干細(xì)胞治療自身免疫性疾病的臨床病例報(bào)道。
早在2009年,漢氏聯(lián)合首席科學(xué)家韓忠朝院士研發(fā)團(tuán)隊(duì)與南京鼓樓醫(yī)院孫凌云教授醫(yī)療團(tuán)隊(duì)開展合作,對(duì)一位自身免疫性系統(tǒng)性硬化癥患者進(jìn)行了干細(xì)胞治療。
開展干細(xì)胞治療前,這位系統(tǒng)性硬化癥患者已出現(xiàn)四肢腫脹、疼痛和進(jìn)行性變硬,并出現(xiàn)雙足部潰瘍。
干細(xì)胞治療4周后,患者癥狀顯著改善,足部潰瘍基本愈合。
治療前 治療后
MSC移植改善系統(tǒng)性硬化患者難治性皮膚潰瘍
結(jié)語
自身免疫系統(tǒng)紊亂造成的疾病被稱為自身免疫性疾病,與遺傳、環(huán)境、精神刺激等因素相關(guān),但確切的發(fā)病機(jī)制還不清楚。目前,臨床上主要應(yīng)用激素、免疫抑制劑、生物制劑等進(jìn)行治療,但療效不盡如人意,而且副作用大,疾病易復(fù)發(fā)。
間充質(zhì)干細(xì)胞具備強(qiáng)大的免疫調(diào)節(jié)功能,被越來越多的用于各種自身免疫性疾病的治療,并顯示了良好的治療作用,而且尚沒有發(fā)現(xiàn)顯著的副作用,在自身免疫性疾病的治療中顯示了良好的應(yīng)用前景。
在間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)自身免疫性疾病治療效果及機(jī)制研究方面,漢氏聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)做出了重要貢獻(xiàn)。