间充质干细胞特性

间充质干细胞的特性间充质干细胞定义间充质干细胞主要特性高度自我增殖多向分化低免疫原性无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（mesenchymalstemcell，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。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培养后数目可达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多向分化潜能羊膜MSCS诱导分化条件分化条件培养基脂肪高糖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吲哚美辛软骨高糖DMEM、1%胎牛血清、6.25µg/mL胰岛素、10ng/mLTGF-β、50ng/mL维生素C骨高糖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%胎牛血清神经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/Lk252a、25nmol/LKCl、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添加物胰腺含N2添加物的DMEM(Gibco)、10mmol/L烟酰胺心肌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。②无MHC限制性主要组织相容性复合体(majorhistocompatibilitycomplex，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(humanleucocyteantigen，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。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（plasminogenactivatorinhibitor-1PAI-1）的表达量有关。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。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。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。可识别由MHCI类分子提呈的内源性抗原肽。T细胞靶细胞包含一对CD8链。CD8的最常见形式组成的一个CD8α和CD8β的链条。胞外的CD8α与I类MHC分子的α3部分进行交互②诱导调节性APCs抗原呈递细胞（antigenpresentingcell，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。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。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(Indoleamine2,3-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。