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醫(yī)學(xué)論文范文:間充質(zhì)干細(xì)胞用于類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎治療的理論及應(yīng)用前景
【關(guān)鍵詞】 類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎; 間充質(zhì)干細(xì)胞; 組織修復(fù); 免疫調(diào)節(jié)
類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎(rheumatoid arthritis, RA)是一類以慢性多關(guān)節(jié)滑膜炎、 骨及軟骨破壞為主要特征的全身性自身免疫性疾病。病變呈持續(xù)性、 反復(fù)發(fā)作過(guò)程, 導(dǎo)致明顯的致殘率, 是一種常見的多發(fā)病, 它可見于所有種族、 發(fā)生于任何年齡。RA發(fā)病機(jī)制尚未完全明確, 目前認(rèn)為[1-3]自身抗原介導(dǎo)的超敏反應(yīng)以及非抗原特異性炎癥反應(yīng)是導(dǎo)致破壞性病變的主要原因。研究表明[2, 3], B細(xì)胞作為抗原提呈細(xì)胞與自身抗原如II型膠原蛋白(CII)等相結(jié)合, 激活T細(xì)胞產(chǎn)生免疫應(yīng)答, 隨之巨噬細(xì)胞、 單核細(xì)胞被激活, 并分泌TNFα、 IL1和IL17等[3]炎癥因子, 這些細(xì)胞因子進(jìn)一步誘導(dǎo)IL6、 IL8等細(xì)胞因子的生成, 同時(shí)激活關(guān)節(jié)軟骨周圍的金屬蛋白酶(MMP)、 釋放滑膜成纖維細(xì)胞和破骨細(xì)胞, 后者分泌降解糖蛋白和膠原的多種酶, 從而導(dǎo)致關(guān)節(jié)組織破壞。
傳統(tǒng)治療RA藥物主要包括非甾體抗炎藥物(NSAIDs)和慢作用抗風(fēng)濕藥(SAARDs)等, 副作用明顯, 常引起胃腸道副作用, 少數(shù)有腎臟損害、 骨髓抑制、 精神障礙。近年來(lái)興起的生物治療方法廣泛應(yīng)用于臨床, 其中針對(duì)細(xì)胞因子靶向治療的TNFα抑制劑, 如TNFα競(jìng)爭(zhēng)抑制劑Etanercept和TNFα單克隆抗體Infliximab等是近年使用最為廣泛的生物制劑, 具有抑制滑膜細(xì)胞增生, 減少炎癥細(xì)胞因子釋放, 從而達(dá)到抗炎和改善RA病情的作用。然而Giles等[4]研究發(fā)現(xiàn), 使用TNFα抑制劑易發(fā)生各種手術(shù)后感染, 且對(duì)損傷關(guān)節(jié)無(wú)顯著修復(fù)能力, 因此限制了其臨床使用。目前隨著組織細(xì)胞工程學(xué)和基因工程學(xué)的發(fā)展, 對(duì)于干細(xì)胞的研究已成為RA治療的熱點(diǎn), 其中間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells, MSCs)以其多向分化能力、 免疫抑制性能以及組織損傷修復(fù)能力和低風(fēng)險(xiǎn)性, 為RA的治愈提供了新的前景[5]。
1 MSCs的來(lái)源及特性
MSCs是干細(xì)胞家族的重要成員, 來(lái)源于早期的中胚層和外胚層, 最初在骨髓中發(fā)現(xiàn), 具有多向分化潛能、 造血支持和促進(jìn)干細(xì)胞植入、 免疫調(diào)控和自我復(fù)制等特點(diǎn)。
1.1 MSCs的定義 130年前, 德國(guó)病理學(xué)家Cohnheim在研究傷口修復(fù)時(shí), 就提出骨髓中可能存在非造血組織的干細(xì)胞。直到1976年, Friedenstein等[6]才首次報(bào)道, 骨髓標(biāo)本中小部分貼附細(xì)胞在培養(yǎng)過(guò)程中能夠分化形成類似骨或軟骨的集落。后來(lái)的研究表明Friedenstein粗糙分離所得到的細(xì)胞是多能的, 可分化為成骨細(xì)胞、 軟骨細(xì)胞、 脂肪細(xì)胞和成肌細(xì)胞。因此, 骨髓基質(zhì)中的這種多能細(xì)胞, 由于能夠分化成為多種中胚層來(lái)源的間質(zhì)細(xì)胞, 而被稱為間充質(zhì)干細(xì)胞。后來(lái)人們陸續(xù)發(fā)現(xiàn), 除骨髓外, 在臍帶、 臍血、 脂肪及胎盤等多種組織均發(fā)現(xiàn)有MSCs的存在醫(yī).學(xué)全.在.線網(wǎng)站zxtf.net.cn。
MSCs在形態(tài)上呈紡錘形的成纖維細(xì)胞狀, 能附著在塑料或玻璃培養(yǎng)皿上生長(zhǎng)形成均勻的集落或貼壁的融合層。由于來(lái)源不同, 細(xì)胞分離擴(kuò)增的方法存在差異, 為此, 國(guó)際細(xì)胞治療學(xué)會(huì)(ISCT)制定了界定MSCs的三條基本標(biāo)準(zhǔn)[7]: (1)帖壁生長(zhǎng); (2)具有以下表型特征: ≥95%的細(xì)胞表達(dá)CD105, CD73和CD90等, 而絕大多數(shù)不表達(dá)CD45、 CD34、 CD14、 CD11b、 CD79a 及CD19等, 也不表達(dá)MHC II類分子, 如HLADR抗原等。(3)具有分化為成骨細(xì)胞、 脂肪細(xì)胞、 成軟骨細(xì)胞等3類細(xì)胞的能力。
1.2 MSCs的分化及組織損傷修復(fù) 間充質(zhì)干細(xì)胞具有多向組織分化潛能, MSCs植入宿主體內(nèi)后可在特定部位的微環(huán)境影響下向正確表型的細(xì)胞分化。研究表明[8-10], MSCs在體內(nèi)外可以分化成為成骨、 軟骨、 脂肪、 腱、 肌肉和骨髓基質(zhì)等間充質(zhì)組織, 因此可以作為組織工程和細(xì)胞治療的理想種子細(xì)胞。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究結(jié)果證實(shí)MSCs可以修復(fù)受損心肌、 腎組織、 軟骨及膝關(guān)節(jié)半月板等。當(dāng)組織損傷發(fā)生后, 損傷組織可釋放引多種趨化因子, 同時(shí)表達(dá)特異性受體或配體, 引導(dǎo)對(duì)應(yīng)的干細(xì)胞遷移并黏附于損傷處, 產(chǎn)生自然的代償性修復(fù); 而通過(guò)各種途徑引入體內(nèi)的外源性MSCs也會(huì)定向歸巢至損傷處, 發(fā)揮治療作用[10]。Gao等[9]報(bào)道了利用MSCs構(gòu)建骨、 軟骨聯(lián)合移植物的可行性。利用大鼠骨髓MSCs體外誘導(dǎo)分化為軟骨和成骨, 將生成的軟骨和成骨分別吸附于透明質(zhì)酸衍生物(Hyaffll)構(gòu)成的海綿狀支架和多孔磷酸鈣陶瓷, 植入同基因軟骨缺損的大鼠皮下, 結(jié)果證實(shí)在固體支持物中加入MSCs可以促進(jìn)缺損軟骨成功修復(fù)。
1.3 MSCs的免疫抑制功能 MSCs具有顯著的免疫調(diào)節(jié)功能。大量的研究證實(shí), 在體內(nèi)MSCs可調(diào)節(jié)B細(xì)胞、 T細(xì)胞免疫應(yīng)答能力, 抑制NK細(xì)胞增殖、 細(xì)胞因子分泌以及細(xì)胞毒性作用, 起到抗炎、 抑制自身免疫疾病、 減弱移植治療過(guò)程中的排斥反應(yīng)等作用[11-13]。
MSCs免疫調(diào)節(jié)的研究結(jié)果顯示出不同的作用機(jī)制, 目前的多數(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為: MSCs需要與淋巴細(xì)胞動(dòng)態(tài)的免疫應(yīng)答才能產(chǎn)生抑制作用, 而MSCs與T細(xì)胞之間的接觸雖然可以增強(qiáng)其抑制作用但并非必需, 可能需要轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β (TGFβ)、 吲哚胺2, 3雙加氧酶(IDO)和肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)等可溶性因子的參與。而MSCs在IFNγ和TNFα(或IL1α/β)等炎癥因子刺激下可釋放趨化因子誘導(dǎo)T細(xì)胞聚集于MSC周圍, 并通過(guò)升高NO水平、 產(chǎn)生PGE2、 HLAG IL10等因子而起免疫抑制作用[14]。
