间充质干细胞外泌体在肝损伤中的应用

间充质干细胞、免疫细胞、外泌体源头实验室

间充质干细胞(MSCs)是一种来自于中胚层的多能干细胞,具有高度的自我更新及多向分化潜能,并在适宜的条件下具有诱导分化为肌细胞、软骨细胞、成骨细胞、成脂细胞 等多种细胞的能力。

MSCs 不仅具有多向分化潜能,而且还具有免疫调节功能,可抑制多种免疫细胞的性能,调节免疫应答。

近年来,研究发现,来源于 MSCs 的外泌体(MSCs-Exo)具有与 MSCs 相似的组织损伤修复和再生功能。

外泌体(exosome)是多种细胞分泌的膜外小囊泡,直径30 ~ 200nm,可以转运核酸、脂质和蛋白质,参与细胞间的信息交流。

与 MSCs 相比,外泌体用于临床疾病的治疗更加稳定,体内同种异体给药后免疫排斥反应的可能性较低,并可为各种疾病提供替代疗法。MSCs-Exo 逐渐成为新的研究热点。

间充质干细胞外泌体在肝损伤中的应用

在肝脏疾病相关实验研究中,MSCs-Exo表现出一定的保护和治疗作用。

研究发现,其在多种肝脏疾病中发挥重要的作用,如肝细胞癌、病毒性肝炎、肝纤维化、酒精性和非酒精性脂肪性肝病、肝衰竭等.外泌体在各类肝脏病症的诊断、治疗及预后中具有重要价值,同时也是肝病新的潜在治疗手段和治疗靶点。

1.外泌体保护肝脏免受肝缺血/ 再灌注损伤

来自解放军第107医院移植与肝脏外科等科研团队在Cell Physiol Biochem上发表了标题为Exosomes from Human-Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Mesenchymal Stromal Cells (hiPSC-MSCs) Protect Liver against Hepatic Ischemia/ Reperfusion Injury via Activating Sphingosine Kinase and Sphingosine-1-Phosphate Signaling Pathway(人诱导多能干细胞衍生的间质干细胞(hiPSC-MSCs)的外泌体通过激活SPhks 和s1p 的信号通路保护肝脏免受肝缺血/再灌注损伤)的研究报告。

间充质干细胞外泌体在肝损伤中的应用

该研究旨在评估由人类诱导多能干细胞衍生的间充质干细胞(hiPSC-MSCs-Exo)产生的外泌体对肝脏缺血再灌注(I/R)损伤的影响,以及其潜在机制。

研究证明人诱导多能干细胞MSCs-Exo 通过激活SPhks 和s1p 信号通路保护肝脏免受肝缺血/ 再灌注损伤,促进细胞增殖。

而这一发现将可能有助于促进肝脏再生方面的研究,并对急性肝病新治疗方法有重要的意义。

2.外泌体改善肝纤维化

江苏大学医学科学与检验学院的研究团队在科技期刊Stem Cells Dev. 上发表了题为Exosomes derived from human umbilical cord mesenchymal stem cells alleviate liver fibrosis(来自人脐带间充质干细胞的外泌体可缓解肝脏纤维化)的研究报告。

间充质干细胞外泌体在肝损伤中的应用

 

间充质干细胞外泌体在肝损伤中的应用

图.hucMSC-Ex抑制上皮向间质转化(EMT)。A)hucMSC-Ex移植3周后E-cadherin、N-cadherin和vimentin的免疫组织化学分析(200×)。(a, d, g)正常组;(b, e, h)PBS组;(c, f, i)hucMSC-Ex组。(B)免疫组化切片的阳性细胞分析。(n=3). *P

研究发现MSCs-Exo 在小鼠肝纤维化模型中有治疗作用,采用四氯化碳( carbon tetrachloride,CCL4)诱导的小鼠肝损伤模型中发现人脐带来源MSCs-Exo 可以通过抑制肝细胞上皮间充质细胞的转移和胶原蛋白的生成来改善肝纤维化。

3.外泌体促进肝细胞的再生和维持肝功能

研究证明人脂肪来源 MSCs-Exo 可以分泌各种细胞因子( 如:肝细胞生长因子、成纤维细胞生长因子等),促进肝细胞的再生和维持肝功能。

2019年浙江大学医学院附属第一医院肾脏病中心的科研团队在Stem Cell Res Ther.上发表了题为Current understanding of adipose-derived mesenchymal stem cell-based therapies in liver diseases(目前对基于脂肪源间充质干细胞的肝脏疾病治疗方法的理解)的研究报告。

间充质干细胞外泌体在肝损伤中的应用

该研究指出,肝脏是哺乳动物中最大的器官,具有多种合成和分泌功能,由肝细胞、胆管细胞、肝星状细胞(HSCs)、窦状内皮细胞、Kupffer细胞(KCs)和免疫细胞等组成。

各种致病因素,包括病毒感染、毒素、自身免疫缺陷和遗传性疾病,都会损害肝功能,导致慢性肝病或急性肝衰竭。

来自各种组织的间充质干细胞(MSCs)已成为促进肝脏再生的细胞移植的潜在候选人。

脂肪来源的间充质干细胞(ADMSCs)具有很高的多线潜能和自我更新能力,作为一种有前途的肝脏再生手段,引起了人们的极大关注。

获取ADMSCs所需的丰富来源和微创程序使其优于骨髓来源的MSCs(BMMSCs)。

在这篇报告中,作者全面分析了涉及ADMSCs的分离、增殖和肝源性分化的标志性研究,并总结了ADMSCs在肝病动物模型中的治疗效果。

还讨论了通过细胞接触细胞因子和生长因子(GF)、细胞外基质(ECM)以及体外培养中的各种物理参数来改善ADMSCs的肝脏分化的相关要点。

培养方法和移植途径的优化将有助于ADMSCs在肝脏再生中的进一步应用,并有助于提高肝病患者的生存率。

为此,ADMSCs在肝脏再生领域为治疗急性或慢性肝损伤提供了一种潜在的策略,从而保证了ADMSCs在未来各种肝病的研究、试验和临床应用中的可用性。

另外,Nature子刊《Experimental & Molecular Medicine》杂志上的一篇文章在描述间充质干细胞外泌体治疗肝脏疾病时表示,在不久的将来,间充质干细胞分泌的外泌体有望成为肝病治疗的理想工具。

总之,更多研究表明,间充质干细胞外泌体对多种器官损伤模型的再生起到的作用,与间充质干细胞所起的作用一致,并且越来越多的研究数据强调了这类外泌体在肝脏疾病的修复和再生中的潜力。

说明:本文案例均摘录于文献,仅用于科普干细胞相关知识,不作为医疗建议。

 

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