MSCs在糖尿病中的应用
间充质干细胞治疗糖尿病提供了新的有力证据。研究人员将MSCs与2型糖尿病胰岛共培养来逆转β细胞的去分化,研究发现高炎症水平的2型糖尿病胰岛释放炎症救援信号,刺激MSCs发挥修复功能,降低胰岛炎症水平,逆转β细胞脱分化,从而改善胰岛功能。分子机制研究表明,2型糖尿病胰岛分泌hyperinflammatoryinterleu——kin-1beta(il-1β)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α),并刺激MSC分泌interleukin-1受体拮抗剂(IL-1Ra)和IL-1Ra抑制胰岛炎症,从而逆转2型糖尿病胰岛β细胞的去分化和修复胰岛功能。MSCs在自身免疫疾病中的应用
研究表明,间充质干细胞可以显著提高移植物抗宿主病(GVHD)[29]患者的生存率。
此外,由于MSCs具有多种免疫调节作用,一些研究者将其应用于系统性红斑狼疮的治疗。目前临床资料显示MSC移植可明显改善红斑狼疮患者的症状,缓解病情,因此MSC在系统性红斑狼疮的治疗中具有重要价值。MSCs在自身免疫性疾病的治疗中具有重要的价值和意义,相信在不久的将来,通过进一步的研究,它们将为人类自身免疫性疾病的治疗做出巨大的贡献.
MSCs在COVID-19中的应用
????????年,新型冠状病毒病(COVID-19)席卷全球,COVID-19以肺炎、淋巴细胞减少、细胞因子风暴为特征。
MSCs具有免疫调节作用,静脉输注后,增加了抗炎细胞因子的产生并且招募天然抗炎细胞进入相关组织抗击炎症。在此次疫情中,由细胞因子风暴引起的具有潜在致命炎症的疾病是COVID-19患者死亡的主要原因。在急性GVHD中也可以观察到类似的细胞因子风暴过程。因此,MSCs在治疗COVID-19急性呼吸窘迫综合征(ARDS)方面具有潜在的应用价值。研究人员对60名慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者进行了一项随机、安慰剂对照研究。分析显示,在炎症标志物水平同样升高的患者中,MSCs显著改善了呼吸功能。这些结果为评价MSCs治疗COVID-19ARDS提供了理论依据。一些研究者提出了一种新的思路,即使用成熟的MSCs移植技术可以迅速显著的改善重症和危重患者的预后,有效避免细胞因子风暴,且无明显副作用。此外,该方法的安全性和可靠性已通过临床实践得到验证,为降低新发冠状动脉疾病重症和危重患者的死亡率提供了新的希望。??????MSCs在炎症反应中的应用
大量研究表明,MSCs可以通过多种方式调节炎症,促进组织再生,从而缓解甚至治疗多种炎症性疾病,如炎症性肠病、关节炎等。
然而,MSCs的作用并不是一成不变的,而是受到炎性细胞因子的类型和水平的严格调控。在炎症性疾病中,炎症变化频繁,炎症微环境中免疫细胞和免疫分子的功能和组成的动态变化会影响MSCs在炎症中的应用。一些炎症因子已被发现赋予MSCs免疫抑制功能。此外,炎症因子的多样性及其水平的动态变化决定了MSCs免疫调节能力的可塑性。如IL-17通过下调mRNA降解因子,形成炎症因子,调节间充质干细胞的免疫抑制功能,增强间充质干细胞的免疫抑制作用。
最近,科学家发现一种抗炎因子(CD)在胎盘间充质干细胞中高表达,抑制了促炎因子的产生,同时也增加了抗炎反应因子和免疫调节因子的形成,从而在疾病的治疗中发挥作用。此外,研究表明胎盘间充质干细胞治疗膝关节关节炎是安全有效的。研究人员将20例膝关节炎患者随机分为两组,一组注射胎盘间充质干细胞作为实验组,另一组注射生理盐水作为对照组。结果实验组患者在注射后8周及24周均有明显改善。胎盘间充质干细胞也能显著提高出血性膀胱炎患者的生存率。84例异体造血干细胞移植患者中,44例同时接受胎盘间充质干细胞移植。结果显示,胎盘间充质干细胞治疗出血性膀胱炎患者1年生存率高达90%。
MSCs不仅在膝关节关节炎中发挥重要作用,在骨关节炎(OA)、克罗恩病等疾病中也发挥重要作用。例如,研究人员将自体脂肪间充质干细胞注入局部关节腔治疗OA(I-II期临床试验)。结果表明,该方法可减轻关节局部炎症反应,减轻疼痛,改善膝关节功能,促进关节软骨再生。6个月后,WesternOntario和McMasterUniversities(WOMAC)评分下降,KeenSocietyscore(KSS)膝关节评分和KSS功能评分显著改善。
MSCs在骨形成中的应用
科学家发现许多因素可以促进MSCs成骨分化。例如,胶原(Col)和海藻酸钠(AA)组成的纳米膜具有较高的刚度,而Col/AA纳米膜包覆的MSCs与其他纳米膜包覆的MSCs相比,具有更高的成骨分化效率。
研究者从人骨髓中提取可溶性因子,用于骨髓基质细胞的组织再生培养。研究发现脂磷脂-2和催乳素是骨髓中的关键因子,参与调节骨髓间充质干细胞的活性。Lipocalin-2和泌乳素处理细胞可延缓骨髓间充质干细胞的衰老,触发细胞成骨和软骨形成。研究表明,经Lipocalin2和泌乳素预处理的骨髓间充质干细胞也能促进小鼠颅骨缺损的修复。这些都表明,可以使用适当的方法在体外诱导骨髓间充质干细胞特性,以改善体内细胞组织再生。
MSCs在肿瘤中的应用
在肿瘤治疗方面,靶向给药具有提高治疗效果和降低抗癌药物非特异性毒性的潜力。
MSCs已被证明可以特异性迁移到包括肿瘤在内的炎症部位,并有望作为肿瘤特异性载体传递抗肿瘤药物。因此,一些科学家利用MSCs作为抗肿瘤药物的载体来实现对肿瘤的有效治疗。然而,由于其半衰期短,显著的治疗效果需要高剂量,这往往导致严重的副作用。因此,研究人员已经成功构建了能够持续分泌IFNα的MSCs,能够发挥持久的抗肿瘤作用,并消除高临床剂量重组IFNα带来的副作用。
标MSCs在血管生成中的应用
MSCs参与血管生成的环节,包括早期内皮细胞的增殖和晚期血管的成熟。MSCs通过释放血管生成素和血管内皮生长因子来增加受损区域的血管生成,从而改善血液供应。MSCs移植在缺血性心脏病治疗方面取得了很大进展[]。目前,MSCs治疗心肌梗死的机制不是直接分化成心肌细胞,而是分泌细胞因子。缺血性疾病的主要原因是很难恢复血管生成的刺激强度,缺乏适当的血管生成导致血液供应不足。MSC的出现为动脉粥样硬化、中风等血供不足疾病的治疗带来了希望。
MSCs的抗衰老作用
老龄化是人类面临的重大问题,对永生的追求是一个永恒的话题。经过越来越多的研究,间充质干细胞在抗衰老方面发挥了巨大的作用。细胞衰老和干细胞衰竭是衰老的重要标志,也是推动老年性疾病发生发展的重要因素。研究发现,在重新输注年轻间充质干细胞后,许多具有衰弱综合征的老年患者的症状得到改善,且无不良反应。
越来越多的科学家致力于将MSCs应用于抗衰老。研究人员发现,具有Kruppelassociatedbox(KRAB)和SCANdomain3(ZKSCAN3)的锌指蛋白在人类过早衰老MSCs、复制衰老MSCs和从老年人分离的初级MSCs中表达下调,表明ZKSCAN3与衰老调控可能存在关联。利用基因编辑技术和干细胞定向诱导分化技术,首次成功获得ZKSCAN3靶向敲除的人胚胎干细胞和MSCs。ZKSCAN3被发现以自噬无关的方式延缓人干细胞衰老。从而揭示了ZKSCAN3作为表观遗传调节剂调控人类干细胞稳态和抑制其衰老的新功能和机制。这一发现拓展了人们对锌指蛋白家族新功能的认识,加深了对衰老表观遗传机制的认识,为延缓干细胞衰老、预防衰老相关疾病提供了线索和思路。
MSCs在临床疾病治疗中的应用前景
间充质干细胞在临床上的应用越来越广泛。除上述方面外,还有以下几个方面。例如,在创面修复和整形重建中,间充质干细胞存在于正常皮肤中,在创面愈合中起关键作用。外源性植入间充质干细胞可促进损伤皮肤的再生愈合。外泌体作为间充质干细胞的有效成分,在伤口愈合和皮肤研究领域受到越来越多的