特絡細胞
——一種新的間質細胞的鑒定及其在肝臟中的功能

曹燕 王菲 肖俊杰 楊長青

·綜 述·

特絡細胞
——一種新的間質細胞的鑒定及其在肝臟中的功能

曹燕 王菲 肖俊杰 楊長青

特絡細胞（Telocytes，TCs）是近年來發現的一種新的間質細胞類型，這種細胞類型具有獨特的細胞形態：較小的胞體，極細長的念珠樣延伸突觸（Telopodes），可達近百微米，并相互連接形成復雜的3D間質網絡。電鏡及免疫組化是TCs的主要鑒定手段。TCs免疫表型較為特殊，可同時表達C-kit、CD34等干性細胞標志物和Vimentin、PDGFR等間質細胞標志物。研究證實，TCs的分布具有物種普遍性和器官普遍性，而最近的研究也發現，TCs存在于哺乳類動物的肝臟中，并且對肝臟再生可能有關鍵性作用。現將TCs研究的最新進展、TCs在肝臟中的分布特點及其潛在的功能綜述如下。

一、起源及形態特征

（一）起源及命名

100多年前，西班牙神經解剖學家Ramon Santiago y Cajal首次報道了胃腸道基層中一種特殊間質細胞類型的存在，其外形與神經細胞極為相似，且主要存在于平滑肌細胞與神經末梢之間的間隙中，并可用神經細胞的特異性染色（甲基藍和嗜銀染色）標記，因此Cajal將其命名為“間質神經細胞”。在20世紀70年代，人們又通過電鏡在胃腸道基層發現一種特殊的細胞類型，與之前Cajal發現的細胞類型極為相似，但卻可以很明確地肯定不是神經細胞。因此，科學家們將其重新命名為Cajal間質細胞（Interstitial Cells of Cajal，ICCs），并認為其是胃腸動力發生的起搏細胞。之后，許多人都致力于研究ICCs是否在除了胃腸道之外的器官或組織中存在，然而他們在尿道、生殖器官、胰腺、乳腺、血管、心臟等多個器官中發現了另一種特殊的細胞類型，與ICCs相似，但并不完全相同，并將這類細胞命名為Cajal樣間質細胞（Interstitial Cajal-like Cells，ICLCs）。隨后的研究證明，這一新發現的間質細胞在形態學上與典型的ICCs較為相似，Popescu等人通過大量的實驗和研究證明［1-4］，在電鏡下可以觀察到ICLCs非常特殊的細胞形態和結構，可以將其與ICCs以及別的類型的間質細胞較為顯著地區分開來。除了電鏡下的超微結構，它們在免疫學表型上也存在明顯的差異［5-7］，因此在2010年，為了避免與ICCs以及其他間質細胞混淆，根據這類細胞的超微結構特征和免疫表型，Popescu團隊將ICLCs重新命名為Telocytes，即特絡細胞。

（二）形態特征

1.TCs的形態特點

TCs是一種特殊的間質細胞類型，主要分布于組織和器官的基質中，并且通過不同的細胞連接類型和多種細胞（如血管、神經束、免疫細胞、其他TCs等）之間連接形成一個廣泛的3D網絡，并且通過這樣一個網絡整合了血管、神經、免疫等各大系統之間的信息傳導和交換。TCs自細胞體向外有一個特殊的延長部分，Popescu團隊將其命名為Telopodes（Tps），TCs胞體較小，其形態一般由其延伸出的Tps的數量決定，一般多為三角形（3個Tps）或者紡錘形（2個Tps），而Tps則類似于神經膠質細胞的突觸，與之不同的是，Tps主要由細長部分（podomers）和膨大部分（podoms）構成。Tps是TCs的特征性結構，具有以下幾個特點（圖1）：①每個TC可有1-5個Tps，常見的一般為2-3個②Tps的分支多呈現為樹杈狀③每個Tp的長度通常在數十微米左右，一般不超過100微米④Tps的podomers和 podoms相互間隔，使Tps形似念珠狀⑤podomers即細長部分的直徑50-100nm，podoms即膨大部分，直徑在150nm-500nm，含有豐富的線粒體、內質網和微囊泡等⑥Tps可以通過相互連接，形成3D的間質網路［8］。通常在一張切片中很難觀察到一個完整的TC，因為TCs細胞體延伸出的Tps較長，且粗細不均成念珠狀蜿蜒，故需通過連續切片的銜接，將多個透射電鏡的圖像連接起來，才可觀察到一個較為完整的C的形態［9］。

圖1 特絡細胞的形態

2.TCs與成纖維細胞的超微結構區別

成纖維細胞是組織中豐度較高的一種間質細胞，與之相比，TCs有著明顯的超微結構特征。除了TCs具有特征性的Tps外，胞體上也有較為明顯的差別。1、TCs的胞體較小，通常是一個橢圓形或梭形的細胞核外（也可為三角形或多邊形，由Tps的數量決定，由于TCs常見2～3個Tps，因此橢圓形或梭形核常見）包裹了少量細胞質，而成纖維細胞的胞體較大，通常成多邊形；2、TCs細胞質中含有少量的線粒體和高爾基復合體；成纖維細胞的胞體中則含有豐富的高爾基復合體和粗面內質網［10］。

二、形態觀察和鑒定方法

有多種形態學方法可以作為觀察TCs的技術手段，如電鏡（Electron Microscopy，EM）、電子顯微斷層成像術（Electron Microscope Tomography，ET）、透射電子顯微鏡（Transmission electron microscopy，TEM）、免疫熒光（Immunofluorescence，IF）、免疫組織化學（Immunohistochemistry，IHC）等，目前應用于研究TCs形態觀察和鑒定最常用的方法主要為TEM和IHC，這兩者分別通過鏡下觀察TCs的形態及其微結構與其他細胞類型區分，或根據其表達的生物學標志以達到鑒定TCs的目的。

（一）透射電子顯微鏡（TEM）

TEM是目前最常用、也是最佳觀察TCs的技術手段，它可以清晰地觀察到TCs形態特點及其內部的超微結構，包括Tps的膨大部分（podoms）中所含有的線粒體、內質網、膜小凹以及其分泌的微囊泡等，亦可觀察到TCs與鄰近細胞的連接關系。如Popescu團隊用TEM觀察到 Tps與周圍的神經末梢，毛細血管，衛星細胞等細胞類型之間有緊密連接［11］。再如Hinescu M.E等人通過TEM在胸膜的間皮下充滿膠原基質和彈性纖維的腔隙中，觀察到豐富的TCs，單核細胞，巨噬細胞，肥大細胞以及神經纖維等，TCs細長的Tps穿梭其中，將各種類型的細胞相互連接起來，形成一個復雜而龐大的細胞網絡［12］。因此，TEM對于TCs形態的鑒定和觀察是極為重要的。

（二）免疫組織化學（IHC）

IHC主要是通過抗原抗體特異性結合的原理，用酶標抗體使顯色劑顯示特定的顏色，從而對組織細胞中的抗原進行定位、定性或定量研究的一種技術。IHC主要優點在于操作方便，可行性較高。在TCs的鑒別中，IHC的作用不可小覷。近年來，很多科研團隊對TCs標志物表達做了大量的研究。Popescu等人研究通過免疫組化的方法證明TCs可以表達C-kit/CD117、微囊蛋白-1（Caveolin-1），并可分泌血管內皮生長因子（VEGF）［11］。Suciu L.C等人也發現在骨骼肌細胞間隙中的TC可以用免疫熒光觀察到其無論在體內或體外培養環境下均表達C-kit/CD117，血小板衍生生長因子受體-β（plateletderived growth factor receptor-β，PDGFR-β），VEGF等細胞因子［13］。通過組化也可以明確將TCs和成纖維細胞及衛星細胞等其他類型的間質細胞區分，如TCs表達C-kit，而成纖維細胞不表達；TCs為Pax7陰性，而衛星細胞表達陽性［11］。

三、在肝臟中的分布和鑒別

近期，有研究［14］通過TEM發現TCs存在于肝臟的Disse間隙中，其形態與在其他器官中發現的TCs類似，有一個橢圓形或者三角形的胞體，2～3個Tps，粗細交替，成念珠狀。TCs在小鼠四個肝葉的分布密度無明顯差異，各肝葉TCs所占百分比分別為：左葉（1.7±0.6）％，中葉（1.8±0.5）％，右葉（1.9±0.5）％；尾葉（1.8±0.6）％（P=0.823）。TCs可以通過其在肝臟分布的位置、形態、免疫學表型與肝臟其他間質細胞鑒別，比如Kupffer細胞、肝星狀細胞等。Kupffer位于肝血竇內，寄居于肝血竇內皮細胞之間或之上。肝星狀細胞雖然也定位于Disse間隙中，但TCs形態與免疫學表型與HSCs相差甚遠，很容易鑒別（表1）。Rusu等人［15］發現在胚胎肝臟中，通過TEM觀察其超微結構鑒定為TCs，發現其均為DOG1+、CD34-，只有少量TC表達C-kit/CD117，而在嬰兒的肝臟中則TCs則多數為CD34+、c-kit+，這一研究也間接表明TCs的免疫學表型并不穩定，可隨著組織的發育而改變。

四、功能和作用

通常人們認為間質細胞主要由成纖維細胞構成，它可以形成連接細胞并填充細胞間隙的細胞外基質。實際上成纖維細胞主要產生細胞外基質（主要是膠原蛋白），更傾向于結構支持作用；而TCs則主要是調控細胞分化，更傾向于功能性。

（一）機械支持

TCs是間質細胞類型的一種，分布于多種組織和器官的基質中［4，16-21］，并且通過與血管、神經束、免疫細胞等各種細胞類型之間的連接形成一個廣泛的3D間質網絡，具有間質細胞通有的機械支持的作用［22］。

（二）組織再生與修復

迄今為止，已經發現TCs在多個組織和器官中具有潛在的再生和修復功能。Suciu等［23］通過時差視頻顯微技術（timelapse videomicroscopy）發現體外培養的TCs在運動時會將其Tps末端的膨大部分留在原處，作為鄰近細胞（包括其他TCs）運動軌跡的向導，從而形成一個復雜而龐大的細胞網絡，并參與心肌祖細胞的遷移和分化，因此可以推斷TCs在心肌修復的過程中起到關鍵的作用。另有研究［24］證明在大鼠心肌梗死模型中，心肌中的TCs密度會先下降繼而在2周左右的時候出現明顯的增加，并且在心梗同時移植到心臟梗死缺血區域的TCs可以縮小心肌梗死的范圍，并增強心肌細胞的功能。在心肌缺血后在心梗區域重建TCs網絡可能對心肌細胞結構及功能的再生形成起正向作用。Bani等［25］也發現胚胎時期的小鼠心臟便開始出現TCs，一直持續到其成年。在心臟發育過程中，TCs一直圍繞心肌細胞生長，并使心肌細胞聚集形成心肌細胞群。TCs可以營養支持心肌祖細胞并誘導其分化，可以推測TCs在缺血性心肌損傷中對心肌修復和再生有一定的作用。在肝臟中，有研究發現［26］，與假手術對照組小鼠相比，在肝臟大部分切除的小鼠模型中，TCs與肝細胞、肝臟卵圓細胞一樣具有增多的趨勢，并且多數分布于這兩種細胞類型的周圍，且連接緊密，亦可說明TCs和肝臟的再生有重要關聯。另外，在纖維化的肝組織中，TCs的數量明顯減少［27］，這也從反面說明TCs的存在與肝細胞的再生有顯著相關性。

表1 肝臟中TC和 HSC的區別

（三）促進新生血管的生成

Manole等［28］通過建立的大鼠心肌缺血模型發現，在心肌缺血的邊界區域有比較明顯的新生血管的形成，而在新生血管的周圍環繞著較多的TCs，并且在心肌梗死邊緣區域也經常可以發現大量TCs的存在。小鼠的骨骼肌間隙中TCs亦可檢測到表達與血管生成相關的細胞因子VEGF和PDGFR-β［13］，因此推測TCs在血管新生過程中起到重要作用。

（四）傳遞細胞信號

TCs延伸出的Tps與其他實質或間質細胞緊密連接，并通過流出的微囊泡或者外泌體來傳遞大分子細胞信號。TCs存在于細胞間隙中，并通過其特有的細長Tps可以與更遠的細胞形成細胞間連接，也可以通過旁分泌的方式傳遞細胞信號和細胞因子等［11］。如果TCs要對其他細胞產生調控作用，必然要與發生細胞膜與膜之間的直接接觸或者通過釋放小囊泡來傳遞化學物質以達到調控效果，Gherghiceanu等［29］便通過電子斷層攝影技術明確觀察到TCs與心肌細胞的微納米接觸點（10-15nm），并以此可以推斷TCs與其他細胞類型的這種接觸方式可以更為直接的發生物質交換，對調控細胞的生理功能起到關鍵作用。

（五）調控干細胞的分化與增殖

目前發現在某些器官或組織中（如心臟、肺組織等），TCs的定位多在組織干細胞巢的周圍，并伸出Tps將干細胞包繞。TCs和干細胞二者之間可有多處膜與膜的連接，因此，TCs被稱為干細胞的營養支持細胞，且有可能通過其分泌的或直接交換的大分子物質（微小RNA等）調控干細胞的分化過程。TCs在體外與乳腺癌細胞共培養時發現，TCs可抑制凋亡，促進腫瘤細胞的增殖［30］。有實驗證明TCs在神經肌梭（NMSs）的發育過程也起到調控作用［22］。

五、結語

目前，研究已經證明TCs存在于多個空腔臟器（心臟、胃、小腸、膽囊、子宮、輸卵管等）及實質臟器（肝、肺、乳腺、胰腺等）甚至皮膚真皮層中［7，18］。但遺憾的是，TCs的生理功能研究還僅僅停留在現象學的層面，很少涉及到機制層面的研究。為此，不少研究者付出了很大的努力，希望從新的角度去探討TCs可能的作用機制。微小RNA（miRNA）是目前最重要的基因表達調控因子之一，而在TCs中檢測出了多種促進血管生成的微小RNA的表達，如miR-10［31］，miR126［32］，miR155［33］，miR-503［34］，let-7famimly［35，36］，同時還有如miR-130a，可以下調抗血管生成基因的表達［37］。能否通過調節相關微小RNA的表達來調控TCs的功能，有可能成為打開TCs生理作用機制之謎的一把鑰匙。

與此同時，探討TCs在疾病中病理作用的研究也剛剛起步，在系統性硬化病［38］和在Crohn病樣本中的TCs的數量較正常回腸標本中明顯減少，特別在纖維化和結構改變明顯的病變組織中，這種現象更為突出［39］。那么，是否可以推測在纖維化的肝組織中也有這種現象的存在。并且，類似的例子不勝枚舉，相信通過不斷地研究，我們在將來能從現象學深入到TCs的作用機制，充分發掘其在疾病過程中扮演的角色，為肝臟疾病的治療開啟新的序曲。

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2015-04-08）

（本文編輯：馮珉）

200092 上海 同濟大學醫學院（曹燕）；同濟醫院消化科（曹燕，王菲，楊長青）；上海大學生命學院（肖俊杰）

楊長青，Email：cqyang@tongji.edu.cn