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​中南大学湘雅医院 | 间充质干细胞条件培养基成为炎症性肠病治疗新策略

炎症性肠病(IBD),主要包括溃疡性结肠炎(UC)和克罗恩病(CD),是一种主要累及肠道的非特异性、慢性、复发性炎症性疾病。

炎症性肠病 (IBD) 是影响胃肠道的慢性炎症性疾病,主要包括克罗恩病 (CD) 和溃疡性结肠炎 (UC) 

迄今为止,IBD的病因尚未明确,一般认为是遗传易感宿主对环境因素的粘膜免疫反应紊乱所致

IBD 主要影响年轻人,在西方国家患病率高达总人口的 0.5%,并且发病率还在增加,这些患者因持续的慢性炎症而患结肠癌的风险更高,死亡率也更高。例如,球王贝利,近日被诊断出患有肠癌,且化疗治疗失败。

尽管药物取得了一些进展,但近 30% 的患者对目前的治疗没有反应,并且 50% 的患者会出现过敏反应或随着时间的推移变得难治因此,有必要探索新的策略来增强 IBD 的治疗能力。

IBD既往在中国罕见,但近20年来,由于国人的饮食习惯、生活节奏以及环境等明显改变,中国IBD的发病率快速增长,以珠江三角洲地区和长江三角洲地区增长最快,目前已经成为我国消化系统常见疑难疾病之一。

​中南大学湘雅医院 | 间充质干细胞条件培养基成为炎症性肠病治疗新策略

2022年12月1日中南大学湘雅三医院的科研团队在国际学术期刊scientific reports上发表了“ Conditioned medium of mesenchymal stem cells pretreated with H2O2 promotes intestinal mucosal repair in acute experimental colitis”的研究论文,揭示了间充质干细胞条件培养基成为炎症性肠病治疗新策略。

​中南大学湘雅医院 | 间充质干细胞条件培养基成为炎症性肠病治疗新策略

研究指出,间充质干细胞 (MSC) 是一种成体干细胞,可以从多种组织中分离出来。

近十年来,间充质干细胞在再生医学领域备受关注。

MSCs 可以迁移到炎症部位,并通过 MSCs 和淋巴细胞之间的细胞相互作用或可溶性因子的产生保持强大的免疫调节和抗炎作用

此前一项综述分析包括 2019 年发表的八项动物试验 (n = 132) 和七项人体试验 (n = 216),表明间充质干细胞疗法显示出治疗 IBD 的安全性和有效性

鉴于 MSCs 在这些科学研究和临床试验中的出色表现,正在探索 MSCs 作为一种可能的治疗替代方案。

尽管 MSCs 是目前使用最广泛的干细胞,但细胞治疗仍存在一些挑战,包括实现稳定的细胞传代、为干细胞培养创造实验室条件、确定最佳的细胞输送模式以及高成本负担。

一些报道表明,MSCs在损伤组织中的治疗作用主要是通过旁分泌活性介导的,这表明由MSCs产生的条件培养基(CM)也具有一定的治疗潜力。

研究表明 MSCs 的 CM (MSC-CM) 可以通过抑制 NF-κB 信号通路来减少辐射诱导的 TGF-β1 的产生

在全层皮肤缺损伤口的大鼠模型中,缺氧预处理的大鼠 MSC-CM 可以通过调节炎症细胞浸润、促进再上皮化和胶原沉积来加速伤口愈合。

同样,另一项研究表明 MSC-CM 可以通过在缺氧条件下通过 PI3K/Akt/mTOR 通路增加自噬来改善胰岛活力和功能越来越多的证据表明,基于 MSC-CM 的疗法具有极好的治疗价值。

中南大学湘雅三医院的研究用氧化氢(H 2 O 2)预处理MSCs ,因为许多研究表明低浓度H 2 O 2预处理可以保护细胞免受氧化损伤,并在调节生理干细胞过程中发挥类似于生长因子的作用。

其中,在伤口模型中观察到,输注H 2 O 2预处理的MSCs后伤口微血管密度增加,伤口迅速闭合。

氧化应激的存在对IBD的发生发展具有重要意义。氧化应激是体内氧化与抗氧化失衡的状态。当肠粘膜中的中性粒细胞和巨噬细胞到达肠道受损部位时,在细胞膜还原型辅酶和氧化酶的作用下,大量超氧阴离子,羟基自由基 (OH) 和脂质过氧化物通过细胞呼吸产生, 导致氧化应激的发生。

体内有两种类型的抗氧化系统:非酶抗氧化系统和酶抗氧化系统,包括抗氧化酶过氧化氢酶 (CAT)、超氧化物歧化酶 (SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶 (GSH-PX) 和抗氧化能力 (AOC), 保护细胞免受氧化应激造成的损害。

中南大学湘雅三医院的研究确定了预处理 MSCs的最佳 H 2 O 2浓度。结合Nrf2/Keap1/ARE通路,在小鼠实验性结肠炎模型中评估H 2 O 2预处理的MSC-CM的治疗潜力和分子机制。

总之,该研究发现表明 MSC-CM 在抗炎和氧化应激反应中具有有效的正调节作用。用 25 μM H 2 O 2预处理 MSCs是获得改进的 MSC-CM 的最佳预处理方案。25 μM H 2 O 2预处理的MSC-CM灌肠治疗可保护实验性结肠炎中受损的结肠上皮细胞,其治疗机制与Nrf2/Keap1/ARE通路有关。这些数据可能有助于MSC-CM的临床应用。

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