间充质干细胞特性
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④吲哚胺2,3二氧化酶
巨噬细胞、树突状细胞等抗原提呈细胞表达的吲哚胺 2,3-二氧化酶(Indoleamine 2,3-dioxygenase,IDO)通过清除 局部微环境中的色氨酸来诱导T淋巴细胞的凋亡(色氨酸是T 细胞活化所必需的氨基酸),抑制T细胞的克隆性增生,参于 细胞免疫的调节; 在机体维持正常的妊娠以及自身免疫性 疾病、器官移植排斥反应、肿瘤等疾病的发生发展中起着重 要作用。
神经
胰腺
心肌
2.低免疫原性无MHC限制性
①低免疫原性 干细胞免疫原性指干细胞表达的抗原能够刺激机体形成 特异抗体或致敏淋巴细胞,引起宿主免疫应答的特性。免疫 表型是鉴定MSC的重要指标,一定程度上反映了细胞的特性。 例子:薛群等发现,胎盘来源的MSCs包括CD40/CD40L、 B7/CD28、ICOS、4-1BB、OX40/OX40L 等在内的共刺激分 子均不表达,表明其免疫原性很低。 MSCs不表达或仅表达可忽略水平的主要组织相容性复 合物(MHC)和T细胞共刺激因子B7,具有低免疫性。 例子: HLA-DR (MHC-II类分子)主要表达于淋巴细 胞上,胎盘来源的MSC一般不表达此类抗原。
3.来源丰富
充满争议
去年,瑞典科学 家发现牙齿内神 经系统细胞转变 成了干细胞
4.损伤趋化作用“归巢作用”
①损伤趋化:
MSC具有很强的向机体损伤部位和肿瘤部位迁移的能力。当机体 发生损伤和炎症反应时,会分泌很多炎症因子和趋化因子,MSC会根据体 内的信号向损伤部位迁移,在迁移到达损伤部位后才能有效发挥其免疫 调节、组织修复或者其他方面的作用。据研究,骨髓和胎盘MSC比脐带 MSC具有更强的迁移能力,迁移能力差异与纤溶酶原激活抑制剂1 (plasminogen activator inhibitor-1 PAI-1)的表达量有关。
5.免疫调节损伤修复
①CD8+调节性T细胞
T细胞可以根据是否表达CD4或CD8共同受体分子而划分 为两个亚群。CD8+T细胞通过直接杀伤作用,主要负责对靶 细胞的清除。如被病毒感染的细胞和表达有肿瘤特异性新抗 原的细胞。
包含一对CD8链。CD8的最常见形式组成的 一个CD8 α和CD8 β的链条。
②无MHC限制性
主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC) 是指脊椎动物某一染色体上编码主要组织相容性抗原、 控制细胞间相互识别、调节免疫应答的一组紧密连锁基因群。 人类的MHC通常称为HLA基因或HLA复合体,其编码的分子 表达于白细胞上,称为人类白细胞抗原(human leucocyte antigen,HLA)。 无MHC限制性:MSCs移植可减少异基因造血干细胞引起 的移植物抗宿主反应(graft-versus-host-disease,GVHD)。 例子:将羊膜及绒毛膜细胞移植入新生的猪和鼠体内, 通过两种人重复DNA区域进行检测发现这两种动物体内多个 器官都可检测到微小嵌合体。
高糖DMEM、10%胎牛血清、10-8mol/L地塞米松、10nmol/L羟化维生素D3
骨骼肌 高糖DMEM、10%胎牛血清、5%人/马血清、50µmol/L氢化可的松 血管 基质胶、50ng/mL血管内表皮生长因子、2%胎牛血清 ①高糖DMEM、10%胎牛血清、30µmol/L全反式维甲酸 ②100µmol/L丁酸酯羟 基茴香醚、10µmol/L福斯克林、2%二甲基亚砜、5U/mL肝素、5nmol/L k252a、25nmol/L KCl、2mmol/L丙戊酸、10ng/mL碱性成纤维生长因子、 10ng/mL血小板源性生长因子-BB、1×N2添加物 含N2添加物的DMEM(Gibco)、10mmol/L烟酰胺 DMEM、10%胎牛血清、10ng/mL碱性成纤维生长因子、含有丁酸和维甲酸的 透明质酸和50ng/mL激活素A的混合物
二、间充质干细胞主要特性
1.高度自我增殖多项分化潜能
①高度自我增殖
贴壁后快速生长是MSCs的一个重要特性,反映了细胞自 我更新的能力。MSC体外传代次数一般20-50代。 人羊膜MSC和人绒毛膜MSC可贴壁生长并可在培养皿中增 殖,并维持至第10 代。 白金萍等发现,胎盘MSC连续传代15 代后细胞仍维持增殖 能力和典型的成纤维细胞样形态学特征。据研究,胎盘 MSC培Hale Waihona Puke Baidu后数目可达10亿,可以供多人多次使用。 Pal研究,人BMSC在DMEM-LG和DMEM/F12 (葡萄糖含量 3.15g/L)培养基中可生长至25代。
②干细胞归巢机制 干细胞归巢是指自体或外源性的干细胞在多种因素的影 响下,从血管内皮细胞定向性迁移至靶向组织并定植存活的 过程。分为三个步骤:识别此处微内皮血管,透过内皮,最 后进入靶组织再生。“归巢”是一个多步骤协调的复杂过程, 许多细胞因子、化学因子、黏附因子和细胞外基质降解蛋白 酶参与其中。其中炎性趋化是其最重要的特征。 例子:山东大学齐鲁医院团队研究发现,移植的骨髓MSC 可定向归巢到受损胰岛,可分化为胰岛素分泌细胞。
间充质干细胞的特性
高度自我增殖多向分化
间充质干细 胞定义 间充质干细 胞主要特性
低免疫原性无MHC限制性
来源丰富
损伤趋化作用归巢功能
免疫调节损伤修复
一.间充质干细胞定义
间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSC)来源于 中胚层的一类多能干细胞,能分化为细胞之间的间质组织而 得名,具有自我复制和分化潜能的干细胞共性。
②多向分化潜能
羊膜MSCS诱导分化条件
分化
脂肪 软骨 骨
条件培养基 高糖DMEM、10%胎牛血清、0.5mmol/L异丁基甲基黄嘌呤、1µmol/L地塞米松、 10µg/mL胰岛素、200µmol/L吲哚美辛 高糖DMEM、1%胎牛血清、6.25µg/mL胰岛素、10ng/mLTGF-β 、50ng/mL维生 素C
a:最近,宾夕法尼亚大学和杜克大学的研究人员发现肺组织损伤后修复 是通过TGFβ信号调控的。这是第一次研究表明一种已经分化充分的细胞可 以在适当的条件下,恢复到以前的状态。 b:英国伦敦国王学院的科学家们研究发现,如果将一群存在于心脏中的 干细胞除去,心脏将无法进行修复;但是当重新注入这些心脏干细胞之后, 它们会返回心脏并且进行修复。
③分泌可溶性细胞因子
细胞因子(cytokine,CK)是免疫原、丝裂原或其他刺 激剂诱导多种细胞产生的低分子量可溶性蛋白质,具有调节 固有免疫和适应性免疫 、血细胞生成、细胞生长以及损伤组 织修复等多种功能。 分为白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子、集落刺激因 子、生长因子和趋化因子六大类。
a:体外研究发现MSCs可以通过分泌肝细胞生长因子 (HGF),转化生长因子-a(TGF- a )等在内的多种可溶性 细胞因子来抑制T淋巴细胞的增殖。 b:Aggarwal等认为MSCs分泌的前列腺素E2是抑制淋巴细 胞增殖的因素。Tang研究发现MSCs可以分泌血管内皮生长 因子(VEGE)、HGF、成纤维细胞因子(FGF)、胰岛素样生长 因子-1(IGF-1)等参与心肌前体细胞增生分化,抗心肌纤维 化。 c:Chen等发现,在脑细胞提取物微环境下MSCs可分泌神 经生长因子(NGF)、碱性成纤维细胞因子(bFGF)和脑源性神 经营养因子(BDNF)等。 d:Togel报道,经过MSCs移植治疗小鼠肾脏缺血再灌注损 伤时,抗炎症因子白细胞介素-10,b-FGF、TGF-a表达上调, 为损伤肾脏后期修复发挥重要作用。
T 细胞
可识别由MHC I类分子 提呈的内源性抗原肽。
胞外的CD8 α与I类 MHC分子的α 3部分 进行交互 靶细胞
②诱导调节性APCs
抗原呈递细胞(antigen presenting cell,APC)是指能 够摄取、加工处理抗原,并将处理过的抗原呈递给T、B淋巴 细胞的一类免疫细胞。肿瘤专家已经确定,通过激活APC可 启动人体免疫系统。例如:DC细胞生物免疫疗法。