骨髓間充質干細胞在肝纖維化中的研究進展

張 丹 王允野

骨髓間充質干細胞在肝纖維化中的研究進展

張 丹 王允野

骨髓間充質干細胞為多能干細胞的一種類型,其日后可分化成為脂肪細胞、軟骨細胞、骨細胞、神經元細胞、肝細胞等。經過多項實驗資料表明,骨髓間充質干細胞可減輕或抑制肝纖維化,并且不誘發免疫排異,在治療肝硬化、修復肝細胞損傷的前景非常突出。

骨髓間充質干細胞；肝硬化；肝纖維化；細胞移植

目前,隨著細胞移植技術的成熟,也因其具有來源廣泛、創傷性小及可重復進行等優點,使得細胞移植治療被應用到肝硬化的研究中,河南大學第一附屬醫院感染科蔡尚原國內外對肝病治療的研究主要集中在使用骨髓間充質干細胞(bone mdsenchymal stem cells,BMSCs)進行肝硬化的治療。間充質干細胞為一種特殊類型的多能干細胞,具有分化能力及自我增殖能力。由于間充質干細胞取材較容易,且不涉及醫學倫理,因此被廣泛使用于實驗研究之中［1］。其中骨髓干細胞包括造血干細胞和間充質干細胞,其在臨床中的應用越來越廣泛。

1 細胞逆轉肝纖維化的機制

BMSCs治療肝硬化的機制尚不完全明確,考慮與以下幾方面因素有關。①BMSCs轉化為肝細胞或肝細胞樣細胞而行使正常肝細胞的功能。②肝星狀細胞(hepatic stellate cells,HSCs)的活化是肝硬化肝纖維化發生發展的中心環節。抑制HSCs活化、增殖、誘導HSCs凋亡成為防治和逆轉肝纖維化的重要手段。③BMSCs主要通過生成多種細胞因子發揮其調節免疫作用,同時還可抑制免疫細胞過度增殖及炎性反應,阻斷其向肝內遷移,減慢了肝細胞凋亡速度,從而減輕肝硬化的發展。④MMP-9是降解細胞外基質(ECM)的一種重要酶,參與細胞外基質的代謝,對ECM的穩定有重要作用。肝炎進展為肝硬化過程中首先由于肝細胞損傷導致細胞外基質過度沉積,BMSCs能分泌MMPs,特別是MMP-9,可以起到降解細胞外基質的目的,發揮延緩肝纖維化的作用。有大量研究證實,在由CCl4引發的肝硬化小鼠體內植入骨髓干細胞,可明顯改善小鼠的肝臟功能,降低小鼠死亡率,考慮可能與增強的MMPs,尤其是MMP-9,具有發揮降解膠原纖維,減輕肝硬化的能力有關。⑤BMSCs可以產生一些有助于造血的生長因子,同時通過誘導作用將造血干細胞融合入肝臟,此時造血干細胞可轉變為肝細胞,從而發揮作用。

2 BMSCs治療肝硬化在臨床中的應用

在BMSCs治療肝硬化的機制就是抑制肝纖維化,促進肝細胞修復。BMSCs可生成多種細胞因子,這種細胞因子可以發揮調節免疫的作用,同時可起到抑制細胞增殖、肝臟炎癥性反應的作用,起到減少肝細胞凋亡,減輕肝硬化的目的。而且在各實驗中也得到了證實。徐獻忠等［2］報道了BMSCs經門靜脈移植肝硬化大鼠后,其體內谷丙轉氨酶及堿性磷酸酶含量較之前明顯下降,同時膽固醇白蛋白含量明顯升高。由實驗結果可以看出,BMSCs移植組體內纖維組織增生明顯減少,同時還發現了一些形態正常的新生肝細胞。在MSCs移植組大鼠肝中可看到大量抗EGF2R單抗細胞,充分表明植入大鼠體內的MSCs已在其肝內存活。印證了MSCs具有可在機體內分化為肝樣細胞的能力,不僅可以改善大鼠肝功能同時延緩肝纖維化病變。張孝良等［3］應用貼壁培養法分離SD大鼠MSCs分別在肝硬化造模第6周,10周通過尾靜脈注入MSCs,4周后實驗結果表明,移植組大鼠肝功能(包括總膽紅素、谷丙轉氨酶、白蛋白)得到明顯改善,表現在腹水減少、體重增加、食欲好轉等,且6周移植組效果明顯優于10周移植組。因此我們主張應在肝纖維化早期即可進行MSCs移植,考慮可能與MSCs在肝纖維化早期具有更好的肝細胞分化能力,進而改善肝細胞組織學結構及外周血液生化特性,但其具體發生機制仍需進一步研究。

3 在未來有待于解決的問題

BMSCs在免疫性肝病中的應用前景非常明顯,但BMSCs移植還存在一定的問題。①是在人體骨髓中,骨髓源性肝干細胞的豐度不高,在大量分離時存在較大困難,此時需體外擴增才能滿足移植要求,同時干細胞體外增殖速度較慢,目前無法在短時間內獲得大量干細胞?，F在有人提出應用來源豐富的脂肪間充質干細胞。②BMSCs分化有引發腫瘤的可能,外源基因的導入則一定程度上會增加惡變的可能性。在研究干細胞的調控因素時發現,一些處于正常調控狀態干細胞與癌癥擁有共同的通路。如Shh通路(sonic hedgehog pathway)為人造血干細胞(CD34+Lin-CD38-)反應性增殖的通路,同時也是癌癥發生發展的必要途徑,同樣機理也可見于c-Met及HGC通路。BMSCs可以激活卵圓細胞,部分學者認為膽管細胞癌和肝細胞癌是由卵圓細胞分化,在多個癌基因/抑癌基因共同調控下可能發生肝卵圓細胞向肝癌細胞轉化,但目前無確切證據表明卵圓細胞為肝細胞癌的唯一來源,即使是成熟肝細胞在處于增殖期時,也可發生過度增殖而化生為腫瘤前體細胞。因此片面強調骨髓干細胞移植可造成卵圓細胞異常分化有加大癌癥發生的風險,而否定其在特定條件下能夠向肝細胞誘導分化、促進肝組織再生是不全面的。所以BMSCs移植后是否會產生無法控制的細胞分化增殖,是否具有致瘤性,相信隨著這些問題的解決,BMSCs有望成為治療肝硬化的理想方法。

［1］ 趙東長,陳蕊,余偉華,等.骨髓間質干細胞抑制肝星狀細胞增殖與活化的體外研究.中國病理生理雜志,2005,21(6):1139-1143.

［2］ 徐獻忠,陳斌,倪勇,等.大鼠干細胞移植對四氯化碳所致大鼠肝硬化的影響.中國熱帶醫學,2008,8(1):16-18.

［3］ 張孝良,商中華,王滿倉,等.不同時期骨髓間充質干細胞移植對大鼠肝纖維化的作用.中國現代醫生,2010,48(5):11-12.

132013 吉林醫藥學院附屬醫院

張琦瑋