在臨床研究或者臨床應用(yòng)中(zhōng),常常有(yǒu)回輸幹細胞的案例。但是,幹細胞在回輸到人體(tǐ)後,它到底去哪裏了呢(ne)?人體(tǐ)那麽多(duō)器官和組織,幹細胞進入人體(tǐ)後是怎麽準确找到“生病”的器官進行修複的呢(ne)?
以上面圖表中(zhōng)Patient 1為(wèi)例,可(kě)以看到患者的肺部幹細胞殘留活性在10天之内從33.5%下降到了2.0%,而肝髒部位的殘留活性,則在10天之内從2.8%提升到了13.5%,脾髒部位的幹細胞提升的更多(duō),達到了30.1%。
這篇論文(wén),研究人員通過靜脈回輸患有(yǒu)2型糖尿病的小(xiǎo)鼠來探究人臍帶來源間充質(zhì)幹細胞(UC-MSC)的回輸去向。
在經過大量的研究數據對比之後發現,幹細胞通過靜脈回輸會先來到小(xiǎo)鼠肺部,然後逐漸經血管來到血流豐富的脾與肝。但與對照組正常小(xiǎo)鼠不同的是,患有(yǒu)2型糖尿病小(xiǎo)鼠體(tǐ)内會有(yǒu)一定數量的UC-MSC歸巢于的胰島,也就是體(tǐ)内受損部位。
甚至這些歸巢于胰島的UC-MSC發揮了不俗的效用(yòng),在顯微鏡下可(kě)以看到小(xiǎo)鼠的胰島、肝髒、脂肪和肌肉中(zhōng)的M2巨噬細胞數量顯著增加,這些巨噬細胞可(kě)以減輕病鼠的胰島素抵抗,降低血糖。
這項臨床實驗也證實,幹細胞會自動歸巢于機體(tǐ)受損的部位,它就像自帶GPS導航,能(néng)夠自動去往它該去的地方。
2
幹細胞歸巢效應——自帶GPS導航
1、先從“歸巢”“一詞說起
“歸巢”(homing)最早是指循環在血液中(zhōng)的淋巴細胞傾向于遷移到它們原先派生自那裏的淋巴細胞部位,如淋巴結,這一回歸現象稱為(wèi)“淋巴細胞的歸巢”,這是1983年Gallation提出來的。後來“歸巢“這一概念逐漸被引申至幹細胞。
幹細胞歸巢,是指當機體(tǐ)缺血、缺氧、損傷時,機體(tǐ)内或者外源性間充質(zhì)幹細胞具(jù)有(yǒu)向損傷部位優勢分(fēn)布的特質(zhì)[1],這個過程類似人體(tǐ)局部炎症反應後大量白細胞遷移至炎症周圍。
概念:幹細胞巢(niche)
幹細胞巢(niche)即幹細胞周圍的微環境,一般包括與幹細胞相鄰的細胞,粘附分(fēn)子及基質(zhì)等,niche不僅給幹細胞提供養分(fēn),同時還會“指導”幹細胞的行動,決定着幹細胞分(fēn)化方向。不同的幹細胞有(yǒu)不同的巢結構。
2、間充質(zhì)幹細胞(MSCs)的歸巢
Saito[3]等首次提出間充質(zhì)幹細胞具(jù)有(yǒu)歸巢能(néng)力,當機體(tǐ)組織受到某種刺激時,一些“休眠”的間充質(zhì)幹細胞被“喚醒”,歸巢到損傷部位進行分(fēn)化,替代損傷的細胞。歸巢是間充質(zhì)幹細胞安(ān)全有(yǒu)效的應用(yòng)于臨床的關鍵。
微環境的改變是MSCs歸巢的始動因素,當身體(tǐ)出現某個損傷,損傷部位的組織會表達多(duō)種趨化因子、黏附因子、生長(cháng)因子等各種信号分(fēn)子。不同的微環境分(fēn)泌不同的信号分(fēn)子,吸引MSCs定向到達該組織。幹細胞歸巢,最終歸巢至骨髓、各個髒器、炎症及創傷部位,甚至歸巢至病變病竈部位。
總的來說,間充質(zhì)幹細胞“歸巢”的能(néng)力,就像内置了一部“智能(néng)GPS”導航系統,時刻引導着幹細胞尋找“回家”的路,并定居其中(zhōng),安(ān)居樂業。
參考文(wén)獻
[2] In vivo tracking of 111In-oxine labeled mesenchymal stem cells following infusion in patients with advanced cirrhosis . https://doi.org/10.1016/j.nucmedbio.2011.03.008
[3] The homing of human umbilical cord-derived mesenchymal stem cells and the subsequent modulation of macrophage polarization in type 2 diabetic mice☆. https://doi.org/10.1016/j.intimp.2018.04.051
[4]鄧蓉蓉,謝(xiè)伊旻,謝(xiè)林.間充質(zhì)幹細胞歸巢的研究與進展[J].中(zhōng)國(guó)組織工(gōng)程研究,2016,20(19):2879-2888.
[5]李曉慶,王欣,段建興,何永靜,魏亞婷,曾躍勤,劉文(wén)軍.間充質(zhì)幹細胞歸巢的檢測方法[J].感染、炎症、修複,2018,19(01):48-51.