Cell Stem Cell綜述:干細(xì)胞免疫調(diào)控
日期:2014-07-15 09:05:17
免疫系統(tǒng)是我們機(jī)體對(duì)抗入侵病原體的第一道防線,也是組織發(fā)展,內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)和傷口修復(fù)不可或缺的一部分。近年來(lái),科學(xué)家們已越來(lái)越認(rèn)識(shí)到免疫系統(tǒng)中的細(xì)胞和體液成分也有助于損壞組織的再生,比如四肢、骨骼肌肉、心臟和中樞神經(jīng)系統(tǒng)中出現(xiàn)的損傷,因此在這一方面進(jìn)行了大量的研究。
7月Cell Stem Cell就這一方面進(jìn)行了綜述介紹,來(lái)自德州大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的兩位學(xué)者以“Immune Modulation of Stem Cells and Regeneration”為題,探討了組織出現(xiàn)損傷,干細(xì)胞進(jìn)行替換過(guò)程中炎癥細(xì)胞及其分泌的幾個(gè)關(guān)鍵發(fā)現(xiàn),從中描述了免疫介導(dǎo)再生的臨床條件,并指出了組織再生的免疫靶向策略。
今年年初,來(lái)自加州大學(xué)的科學(xué)家們利用細(xì)胞因子,成功將腺泡細(xì)胞誘導(dǎo)成為功能性的β細(xì)胞。研究顯示,腺泡細(xì)胞向β細(xì)胞轉(zhuǎn)化,可以使小鼠體內(nèi)的胰島素和葡萄糖水平恢復(fù)正常。這為人們提供了治療糖尿病的新途徑。
研究人員先給小鼠注射了特別針對(duì)β細(xì)胞的毒素,使小鼠表現(xiàn)出糖尿病癥狀。五周之后,他們又將一種特殊的微型泵移植到小鼠體內(nèi),這些微型泵能夠連續(xù)七天釋放出兩種信號(hào)分子(細(xì)胞因子)。經(jīng)過(guò)兩種細(xì)胞因子(表皮生長(zhǎng)因子和睫狀神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子)的處理后,小鼠體內(nèi)的葡萄糖和胰島素含量恢復(fù)到了正常水平。而且在研究結(jié)束之后的八個(gè)月,小鼠體內(nèi)依然保持了正常的血糖水平。
研究人員經(jīng)過(guò)深入分析發(fā)現(xiàn),上述兩種細(xì)胞因子的治療效果,是通過(guò)“重編程”腺泡細(xì)胞實(shí)現(xiàn)的。胰腺中的腺泡細(xì)胞一般分泌消化酶而不是胰島素。研究顯示,細(xì)胞因子能誘導(dǎo)腺泡細(xì)胞表現(xiàn)出β細(xì)胞的特性,包括進(jìn)行葡萄糖感知和胰島素分泌。
此外Immunity雜志還公布了另外一項(xiàng)成果:研究人員證實(shí)有兩種主要的免疫細(xì)胞群在心臟中起作用。兩者均屬于巨噬細(xì)胞。一種似乎促進(jìn)了愈合,而另一種有可能推動(dòng)了炎癥,對(duì)長(zhǎng)期的心臟功能造成不利影響。
長(zhǎng)期以來(lái)人們都將巨噬細(xì)胞視作是一種細(xì)胞。這一研究表明,在身體的不同部位實(shí)際上存在著許多不同類型的巨噬細(xì)胞。一些是保護(hù)性細(xì)胞,可以幫助血管生長(zhǎng)和組織再生。另一些是炎癥細(xì)胞,可造成損傷。
心臟內(nèi)的免疫細(xì)胞之間的復(fù)雜相互作用,或許可以解釋為什么一些人在心臟病發(fā)作后會(huì)痊愈而另一些人則不會(huì)。例如,糖尿病患者在心臟損傷后通常預(yù)后不好。
另外一個(gè)方面,在防止人類胚胎干細(xì)胞出現(xiàn)免疫排斥反應(yīng)的研究領(lǐng)域,科學(xué)家們指出當(dāng)人類胚胎干細(xì)胞在移植前使用一種安全的,經(jīng)過(guò)審批的藥物:CTLA4-lg,以及細(xì)胞表達(dá)一種程序性細(xì)胞死亡蛋白PD-L1,那么免疫系統(tǒng)中的T細(xì)胞就只有少量會(huì)浸潤(rùn)細(xì)胞。
之前關(guān)于人類胚胎干細(xì)胞排斥反應(yīng)的研究采用的是小鼠模型,但由于小鼠和人類的免疫系統(tǒng)差異大,因此其結(jié)果不具有通用性。為了解決這個(gè)問(wèn)題,這項(xiàng)研究的研究人員創(chuàng)建了一個(gè)帶有全功能人體免疫系統(tǒng)的 “人源化”小鼠模型,追蹤不同免疫抑制分子的行為。
通過(guò)這種聯(lián)合治療能保護(hù)人類胚胎干細(xì)胞免受免疫系統(tǒng)的攻擊,并由此減少移植受體的排斥性。
國(guó)內(nèi)學(xué)者在這一領(lǐng)域也取得了一些成果,如健康科學(xué)研究所張雁云研究組發(fā)現(xiàn)了自噬調(diào)控間充質(zhì)干細(xì)胞免疫功能的作用及機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn)體內(nèi)炎癥微環(huán)境(主要炎癥因子如干擾素-γ和腫瘤壞死因子-α)可誘導(dǎo)MSC自噬,而使用shRNA沉默自噬關(guān)鍵基因Beclin-1或Atg5抑制MSC自噬后,MSC對(duì)實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓膜炎(experimental autoimmune encephalomyelitis, EAE)的預(yù)防和治療效果顯著提高。同時(shí),這一研究還發(fā)現(xiàn)使用自噬抑制劑預(yù)處理MSC抑制自噬,也可增強(qiáng)其對(duì)EAE的療效。