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间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)是一种纺锤状的具有塑料吸附性的多能干细胞,它具有自我更新、多向分化和免疫调节能力。MSCs可从多种组织中分离获得,如脂肪、骨髓、胎盘、脐带等。
MSCs在适宜的体内或体外环境下可分化为肌细胞、肝细胞、成骨细胞、脂肪细胞、软骨细胞、基质细胞等。
MSCs特殊的低免疫原性和免疫调节能力,在外周免疫耐受、移植耐受、自身免疫、肿瘤逃避等多方面发挥作用,主要归因于MSCs低水平表达人类白细胞抗原和主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)。因此同种异体来源的MSCs产品在临床试验中也表现出了极高的安全性,治疗组织损伤和免疫紊乱前景广阔。
MSCs的免疫调节是双向的,既能在免疫力较弱的时候增强免疫功能,也能在免疫力过强时抑制免疫反应,从而维持免疫系统的平衡。
MSCs的免疫支持作用
MSCs不仅能够抑制炎性反应的进展,同时还能够支持免疫细胞的正常功能。
增强免疫细胞功能
在炎性反应较弱时,MSCs分泌的趋化因子可以浸润免疫细胞,维持机体正常的免疫应答。在感染引起的急性炎性反应中,MSCs还能够增强先天免疫细胞的功能以增强机体的抗菌抗病毒能力,例如抑制中性粒细胞和NK细胞的凋亡,通过多种途径将线粒体转移到巨噬细胞中以赋予它们额外的生物能,增强其吞噬能力。 这些作用赋予了MSCs在炎性疾病治疗领域独特的优势。
分化为免疫细胞
MSCs具有自我更新和多向分化的能力,可以在体内分化为各种免疫细胞,如T细胞、B细胞等,从而增加免疫细胞的数量,提高机体的免疫力。
促进造血功能
MSCs分泌的多种细胞因子(如抗凋亡因子、营养因子、血管内皮生长因子等)可以促进造血干细胞的增殖和分化,进而增强造血功能,为免疫细胞的生成提供充足的营养支持。
MSCs 的免疫抑制作用
MSCs 能调节多种免疫细胞的活力和功能。
抑制NK细胞
自然杀伤细胞(NK细胞)是固有免疫重要的效应细胞,并在抗病毒和抗肿瘤免疫反应中发挥重要作用,这归因于它的细胞毒活性以及分泌促炎因子的能力。当NK细胞数量过多或功能异常时,可能会攻击正常细胞,导致自身免疫性疾病的发生。MSCs能够抑制NK细胞的增殖和细胞毒性,诱导单核/巨噬细胞向M2型极化。
抑制T、B淋巴细胞
MSCs同样可以抑制T、B淋巴细胞的增殖与分化。对于适应性免疫系统,MSCs能够抑制树突状细胞(DC)成熟和抗原提呈反应,诱导DC的调节性表型,抑制T、B淋巴细胞增殖,抑制B细胞产生抗体,抑制T辅助细胞1/17(Th1/ Th17)的分化和促炎表型,诱导T调节性细胞(Treg)和B 调节性细胞(Breg)产生等。
抗炎作用
在炎症反应中,MSCs能够分泌抗炎因子,减轻炎症反应的症状,保护组织免受损伤。同时,MSCs还能够促进损伤组织的修复和再生。
展望
MSCs来源广泛、易于获取和扩大培养、免疫原性低、兼有多向分化和免疫调节作用,这些优点使得MSCs成为细胞疗法中的优势候选者。
MSCs的免疫调节作用作为其核心功能,既能够维持机体正常的先天免疫应答和免疫调节功能,表现为免疫支持作用;也能够通过直接或间接的方式抑制炎性反应的过度发展,表现为免疫抑制作用,在抗感染的同时保护正常组织免受免疫系统的攻击。
MSCs独特的免疫双向调节功能,在维持机体免疫平衡、预防和治疗疾病方面发挥着重要作用。随着干细胞技术的不断发展和完善,MSCs在免疫失调疾病及衰老相关疾病等方面的应用将更加安全精准。
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