臍帶間充質干細胞治療肝病研究進展

白尚星

·綜述·

臍帶間充質干細胞治療肝病研究進展

白尚星

臍帶間充質干細胞因(MSCs)其具有來源廣泛、采集方便、增殖和分化能力強等特性, 在細胞治療的應用前景越來越廣。本文就其來源及對肝病的治療機制、實驗研究及臨床應用等作一綜述。

臍帶間充質干細胞；肝病

全球有17億人患有不同類型的慢性肝病, 每年死于肝硬化的患者達數十萬人。目前對中晚期肝病的治療主要有內科綜合治療, 但療效欠佳；生物人工肝系統治療, 但肝細胞來源不足, 存在免疫排斥反應；原味肝移植是最有效的手段,但肝來源短缺, 免疫排斥, 價格昂貴成為治療障礙。與原位肝移植比較, 間充質干細胞移植治療以其安全可靠、免疫排斥小、價格低廉等優勢逐漸成為治療肝病的又一有效手段。

MSCs來源于發育早期的中胚層, 是具有高度自我更新能力, 高度增殖能力和多向分化潛能的多能干細胞［1,2］, 廣泛存在于骨髓、脂肪、臍血、臍帶等多種組織中［3］, 可在體外培養擴增, 并能在特定條件控制下分化為脂肪細胞、成骨細胞、軟骨組織、神經細胞、肝細胞等［4］, 在細胞治療及組織工程方面有極大的應用價值。目前, MSCs主要來源于骨髓,但骨髓間充質干細胞存在取材繁瑣, 且隨著供體年齡增長其骨髓間充質干細胞增殖和分化能力明顯下降等缺點, 不利于細胞治療。臍帶來源廣泛、采集方便、免疫排斥小、倫理爭議小等優點, 使其成為干細胞研究熱點, 在細胞治療中前景越來越廣闊。本文就近年來國內外在臍帶間充質干細胞治療肝病方面的相關研究作簡要綜述。

1 臍帶MSCs的來源

臍帶MSCs主要來源為華通膠(Wharton’s Jelly) , wharton’s Jelly是臍帶中包繞1條臍靜脈和2條臍動脈的粘蛋白樣結締組織, 由肌纖維母細胞樣基質細胞、膠原纖維和蛋白聚糖組成。 臍帶間充質干細胞的體外分離方法主要有組織塊貼壁培養法和酶法兩種分離方法。組織塊貼壁培養法主要是利用MSCs對培養瓶具有較強的黏附能力, 經過長時間的培養, 間充質細胞從組織塊中爬出生長, 經多次傳代得到純化間充質干細胞。酶法是利用膠原酶消化組織, 得到單個細胞, 在利用MSCs對培養瓶具有較強的黏附能力而血細胞、內皮細胞等不貼壁, 在多次換液中逐漸被棄去, 達到分離純化間充質干細胞的目的［5,6］。兩種方法比較, 組織塊貼壁培養法細胞損傷小, 但培養時間長, 而酶法由于酶的作用, 細胞損傷大但培養時間短。

2 臍帶MSC治療肝損傷的機制

2.1 免疫調節, 旁分泌功能 MSCs高表達CD29、CD44、CD105, 不表達CD45、CD34、CD80、CD86、HLA-DR, 表明其免疫原性很弱。MSCs能夠分泌多種細胞因子來介導免疫抑制及誘導免疫耐受。有研究顯示, MSCs培養液移植入肝衰竭大鼠體內, 可抑制免疫細胞向肝臟遷移, 從而減輕損傷肝臟的免疫炎癥反應, 提高大鼠生存率［7］。有文獻報道, MSCs能分泌白介素(IL)-1受體拮抗劑并上調IL-10等抗炎因子從而減輕炎性反應［8］。

2.2 分化肝細胞 研究證明, 干細胞所處的局部微環境決定其分化方向。在不同的細胞因子作用下MSCs可分化為不同的細胞類型。實驗表明［9］, 在肝細胞輕微損傷的環境時可以促進 MSCs 向肝細胞分化。諸多誘導分化實驗證實, 在體外, MSCs在適和的細胞因子組合如肝細胞生長因子(HGF)、表皮細胞生長因子(EGF)、成纖維細胞生長因子(FGFs)等誘導下, 可以向肝細胞樣細胞分化［10,11］。

3 臍帶間充質干細胞移植治療肝病

間充質干細胞已成功應用于臨床治療肝臟疾病。 間充質干細胞主要來源于骨髓、臍帶血和臍帶。間充質干細胞最初在骨髓中分離獲得, 之后在臍帶血、臍帶、胎盤中分離培養出MSCs, 研究證實MSCs在體外一定條件下能夠誘導分化為成脂肪細胞、成骨細胞、軟骨細胞、神經細胞、肝細胞等［12］。

3.1 實驗研究中的證據 實驗研究證實, 一定條件下間充質干細胞在體外可以跨胚層分化為肝實質細胞, 并且移植不發生排斥反應［13］。任紅英等［14］研究證實臍帶間充質干細胞是一類具有高度增殖能力和多分化潛能的干細胞, 能夠在特定的條件下誘導分化為肝細胞樣細胞。陳軍等［15］研究證實,人臍帶MSCs在肝細胞生長因子、堿性成纖維細胞生長因子、致瘤素等因子作用下可有效誘導人臍帶MSCs向肝樣細胞分化。Tsai等［16］報道, 臍帶間充質干細胞移植入大鼠體內后,可在肝臟中存活并分泌多種細胞因子, 增強肝細胞的修復,有效地治療肝纖維化。人臍帶MSCs移植到肝部分切除肝臟大鼠模型后細胞能夠存活并分化肝樣細胞, 未見明顯不良反應［17］。

3.2 臨床治療肝病 目前臍帶間充質干細胞治療肝病取得了一定的療效。李江濤等［18］對45例慢性重癥乙型肝炎患者進行臍帶間充質干細胞移植, 跟蹤隨訪4～12個月, 患者的肝功能指標谷草轉氨酶(AST)、谷丙轉氨酶、總膽紅素、凝血酶原時間(PT)明顯降低, γ-轉肽酶(γ-GT)增高, 患者的臨床癥狀得到好轉, 未見嚴重不良反應生, 說明間充質干細胞治療肝病可顯著改善患者的肝功能, 緩解臨床癥狀。朱明慧等［19］對失代償期肝硬化患者行臍帶間充質干細胞治療,結果顯示, 治療后4周和8周, 肝功能指標如ALT、TBIL和血清白蛋白水平等均有改善；凝血指標中PT縮短, 凝血酶活動度增加, 短期療效較好。劉波等［20］對慢加急性肝衰竭患者經股動脈插管行肝動脈移植臍帶間充質干細胞, 患者肝功能得到改善, 明顯提高患者近期生存率, 并具有良好的安全性。Shi等［21］利用UC-MSCs治療慢加急性乙型肝炎肝衰竭患者, 與對照組相比, UC-MSCs組能夠顯著增加血清白蛋白、膽堿酯酶、凝血酶原活動度, 降低總膽紅素、谷丙轉氨酶水平和終末期肝病模型評分, 未發現嚴重的不良反應, 能顯著改善生存率。

林滬等［22］對肝硬化腹水患者行臍帶間充質干細胞治療,結果顯示, 人UC-MSC靜脈回輸治療肝硬化腹水患者能升高血清白蛋白水平, 減少腹水生成, 具有良好的臨床應用前景。孫娟等［23］用臍帶間充質干細胞治療對乙肝肝硬化患者, 結果顯示能有效改善患者的臨床癥狀, 有助于提高患者生命質量。王莉等［24］用臍帶間充質干細胞靜脈注射聯合肝動脈灌注治療失代償性肝硬化患者, 結果顯示能有效改善臨床癥狀, 改善肝功能。王全楚等［25］治療慢性肝衰竭患者, 結果顯示, 在近期內可明顯改善肝功能衰竭患者癥狀, 提升白蛋白等肝臟指標。

4 存在的問題與展望

雖然目前有關臍帶間充質干細胞治療肝病的研究結果令人鼓舞, 但在很多問題上仍然還存在頗多爭議, 臨床應用前尚需要解決。如臍帶用何種方法處理、細胞培養用何種培養基、細胞移植用幾代細胞、移植途徑、移植時機、移植細胞數量、安全性以及不良反應等仍需要進一步研究證實。

綜上所述, 急需建立臍帶間充質干細胞的細胞治療標準化方案來解決這些問題。相信隨著研究的深入, 臍帶間充質干細胞的細胞治療標準化方案的建立, 臍帶間充質干細胞在細胞治療的應用前景會越來越廣闊。

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10.14163/j.cnki.11-5547/r.2015.18.188

2015-03-02］

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