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[上海生科院]间充质干细胞:干细胞中的孙悟空
资料来源:中国科学院上海生命科学院  作者:曹楷

  “美猴王”孙悟空可谓家喻户晓,很大程度上是因为其拥有“七十二变” 的能力:入了水可以变成鱼,进入森林可以化为大树,它可以变成房子,从身上拔根毛就能变化出无数只小猴子,可谓无所不能。这种根据环境随心所欲变换自己的能力,多么令人羡慕!其实,在人体中有一种细胞叫做间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs),其变换自己的本领也毫不逊色。

  众所周知,感冒发烧那是因为身体发了炎,产生了炎症。不仅如此,其实在人类的大部分严重疾病的发病过程中,例如肝硬化、糖尿病,甚至包括癌症,炎症都在其中扮演了至关重要的角色。而间充质干细胞就可以根据炎症的强弱大小,或者炎症发生的地点,来变换自己的性质,发挥自己不同的功能:它可以消炎,也可以促炎,它可以招募其他“伙伴”一起促进组织生长,也可以“学雷锋”做好事进行组织修复,这种变化多端的能力这不就像是我们熟悉的“猴哥”吗?

  那么什么是间充质干细胞呢?间充质干细胞是干细胞家族的成员,具有自我复制能力和强大分化潜能。同时,间充质干细胞拥有其他干细胞所没有的优点,那就是它还独有向损伤组织定向迁移并根据具体环境来调节免疫反应的能力,这使其在临床应用上表现了巨大的潜力。针对间充质干细胞的这些特性,目前国内外的科学家们已经在间充质干细胞领域开展了深入的科学研究,以期充分了解和认识它强大的可塑性。如中国科学院上海生命科学研究院/上海交通大学医学院健康科学研究所的时玉舫研究员,其带领的科研团队承担了国家重大研究计划“组织干细胞的干性维持、分化控制和免疫调节研究”,刻苦攻关下取得了一系列重要成果,为间充质干细胞在临床上的使用奠定了坚实的基础。

  1.间充质干细胞的免疫调节功能

  间充质干细胞最重要的特性在于其具有很强的免疫调节作用。而人体内环境复杂多变,在不同炎症情况下,间充质干细胞的免疫调节作用是不同的。科学家研究发现间充质干细胞的免疫调节具有这样一种可塑性,即它就像炎症环境的一个调和剂:当炎症反应加强时,间充质干细胞就会抑制免疫反应;当炎症反应减弱时,间充质干细胞反而可能促进免疫反应。这种特性在其治疗疾病的过程中需要引起高度重视。比如,科学家发现进入人体的间充质干细胞可以显著缓解肝硬化病人的病情,其肝脏部位的炎症反应明显减轻,肝功能指标如胆红素、白蛋白等明显好转。但是地塞美松,一种常用于治疗肝硬化的固醇类激素免疫抑制剂,会在相当程度上抵消间充质干细胞对于肝硬化的治疗作用。原因是当病人接受地塞美松和间充质干细胞的联合治疗时,肝硬化病人病灶部位的炎症会减轻,导致间充质干细胞的免疫抑制作用减弱,间充质干细胞的治疗效果完全消失,甚至会加重疾病。所以,某些药物与间充质干细胞的共同使用可能破坏间充质干细胞对炎症疾病的治疗效果。

  2.间充质干细胞与肿瘤

  肿瘤是现今致死率极高的疾病,对肿瘤的发病机理的研究以及肿瘤治疗方法的探讨一直是全世界生物医学研究的最热点。

  肿瘤被认为是一种永不能愈合的创伤。而间充质干细胞就像一颗子弹一样,能够定向向创伤炎症部位迁移,所以在肿瘤的发生生长过程中,间充质干细胞会定向迁移到肿瘤部位。科学家将其作为携带抗肿瘤药物的载体,就像将子弹涂上毒素,从而实现有效的肿瘤治疗。重组干扰素α(IFNα)作为临床药物可以治疗多种肿瘤,但是由于其半衰期短,用量高,副作用严重,在临床应用中受到限制。为解决这一瓶颈问题,科学家利用间充质干细胞的载体功能,使其携带表达IFNα,实现该细胞因子的局部释放和肿瘤的靶向治疗。实验发现,能够分泌IFNα的间充质干细胞无论是与肿瘤细胞共同注射,还是肿瘤生长后注射,都可以完全抑制肿瘤生长,而且其抗肿瘤能力要明显高于IFNα重组蛋白的作用。

  间充质干细胞作为一种成体干细胞,由于其不仅具有干细胞固有的增殖分化能力,还独有强大的免疫调节功能,所以在临床炎症疾病的治疗中显示了广阔的应用前景。相信在不远的将来,间充质干细胞这个“孙悟空”一定能够被科学家更深入的发掘和控制利用,成为干细胞中的明星细胞,被广泛应用于炎症疾病的临床治疗。

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