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脂肪来源间充质干细胞治疗肝病的临床应用价值

发表时间:2022-07-28 16:05

肝脏是哺乳动物中具有多种合成和分泌功能的最大器官,由肝细胞、胆管细胞、肝星状细胞 (HSC)、肝窦内皮细胞、枯否细胞 (KC) 和免疫细胞等组成。


肝细胞和胆管细胞构成肝实质细胞的大部分,在维持肝功能和胆汁分泌中起关键作用;因此,肝脏参与能量代谢和解毒的调节。自然杀伤 (NK) 细胞、自然杀伤T (NKT) 细胞、嗜酸性粒细胞和其他细胞构成了肝脏中与先天免疫相关的大部分细胞,并有助于肝脏再生。各种致病因素,包括病毒感染、毒素、自身免疫缺陷和遗传疾病,都会损害肝功能并导致慢性肝病或急性肝功能衰竭。


世界肝炎日医生检查肝脏治疗肝炎疾病插画


尽管肝组织在损伤后具有显着的再生能力,但仍需要原位肝移植(OLT)来挽救终末期肝病或肝功能衰竭患者,包括不可逆阶段的大量坏死和凋亡肝细胞。然而,OLT的应用受限于供体稀缺、免疫抑制剂的副作用和伦理问题。OLT的潜在替代品肝细胞移植 (HT) 更简单、侵入性更小、更安全;然而,肝细胞移植的应用受限于原代肝细胞有限的增殖能力和有限的肝功能。


近年来,来自各种组织的间充质干细胞 (MSCs) 已成为细胞移植促进肝再生的潜在候选者。这些多能细胞是成纤维细胞样的,可以分化成脂肪细胞、骨细胞、软骨细胞、肝细胞和其他类型的细胞。



间充质干细胞治疗疾病的基本原理


间充质干细胞主要通过其旁分泌作用参与修复组织或器官损伤,即刺激血管生成、保护其他细胞免于凋亡、募集宿主间充质干细胞或其他祖细胞并刺激其增殖和分化。间充质干细胞还具有抗氧化能力,有助于保护组织免受活性氧 (ROS) 诱导的损伤。


此外,间充质干细胞的细胞融合也有助于组织和器官功能的修复。这些优势使间充质干细胞可用于治疗各种疾病,并在再生医学领域得到临床应用。



体外肝细胞分化和体内HLCs的应用


体外肝细胞分化:ADMSCs很容易分化为肝细胞样细胞 (HLC),因为它们在用特定细胞因子处理后以及当暴露于肝脏受损的内部微环境时会改变形态和细胞功能。ADMSC衍生的HLC表现出多种肝脏特异性功能,包括ALB分泌、糖原合成、尿素形成、低密度脂蛋白摄取、CYP酶活性和氨基甲酰磷酸合成酶的表达。


ADMSCs体外肝分化的最终目的是在体内获得功能成熟的肝细胞用于HT;使用改良的细胞培养微环境和使用ADMSCs本身的安全性也应该是一个值得关注的问题(图1)。


肝细胞样细胞和脂肪间充质干细胞的移植有助于各种肝病的肝再生

肝细胞样细胞和脂肪间充质干细胞的移植有助于各种肝病的肝再生


ADMSC衍生的肝细胞样细胞在体内的应用:缺血前移植肝细胞样细胞可通过减轻代谢超负荷和氨基酸、酰基肉碱、鞘脂和甘油磷脂水平正常化来改善肝功能障碍并改善延长切除诱导的肝细胞样细胞后的肝再生。肝细胞样细胞还降低了急性肝功能衰竭小鼠的丙氨酸转氨酶ALT、天冬氨酸氨基转移酶AST和氨的表达水平,并恢复了肝功能,包括氨和嘌呤代谢。



脂肪间充质干细胞在肝病中临床应用价值


脂肪间充质干细胞移植肝再生


ADMSCs在体内移植并通过分化、免疫调节作用和旁分泌作用修复受损组织(图2)。


移植的ADMSC分泌各种细胞因子,包括HGF和FGF,促进内源性肝细胞的再生,从而帮助维持肝脏的正常结构。ADMSC移植显着增加了重复PH后剩余肝脏的再生,如24岁时肝脏与体重比、HGF和PCNA水平的上调以及转氨酶、总胆红素 (TBIL) 和肝空泡变性的下调所证明h肝切除术后;此外,ADMSC移植后168小时肝脏完全恢复。


脂肪间充质干细胞在体内移植并通过分化、免疫调节作用和旁分泌作用修复受损的肝组织

脂肪间充质干细胞在体内移植并通过分化、免疫调节作用和旁分泌作用修复受损的肝组织


脂肪间充质干细胞移植治疗缺血/再灌注损伤


肝脏缺血再灌注损伤 (IRI) 是众所周知的OLT和HT后发病率和死亡率的原因。ADMSCs通过减轻急性排斥反应,降低肝细胞凋亡,降低ALT、AST、TBIL、IL-2和IL-10的水平,并维持OLT大鼠的组织结构。ADMSCs通过下调IL-6、IL-21和CD70,激活神经源性位点Notch同源蛋白通路,提高肝IRI大鼠的存活率;坏死区域表现出改善的肝功能和改善的肝再生并保持正常的组织学。ADMSCs肝内移植通过下调Fas、Fas配体、caspase-3、caspase-8和caspase-9以及上调Bcl-2/Bax比值,显着减少肝细胞凋亡并降低病理变化的严重程度。


脂肪间充质干细胞移植治疗化学性急性肝损伤


众所周知,肝脏是肠道吸收后最先接触各种口服药物的器官;因此,它容易受到化学诱导的损伤,这种损伤可导致急性和慢性肝病。巴纳斯等人。表明ADMSC移植显着改善了CCl4诱导损伤动物的肝功能并维持了氨、尿酸和转氨酶的水平。


脂肪间充质干细胞移植治疗肝纤维化


持续的肝炎病毒感染、饮酒和脂肪沉积导致反复和慢性肝损伤,由此引起的异常肌成纤维细胞和细胞外基质的积累导致肝纤维化,预后不良。ADMSC移植显着降低了谷氨酸丙酮酸转氨酶和TBIL的血清水平,并减少了肝纤维化。


一项临床研究招募了四名肝硬化患者进行ADMSC移植。研究发现,ADMSCs能很好地维持肝功能,并且上调肝硬化患者肝再生相关因子(HGF和IL-6)的表达。


杭吉干细胞科技



结论


与其他来源的MSCs相比,ADMSCs在体内给药后具有相似的多谱系潜力、自我更新能力、抗凋亡作用、抗氧化作用和抗炎作用。我们建议增加ADMSCs在肝再生中的应用,因为它们具有来源材料丰富、易于分离等独特特性。尽管各种研究都集中在体外改善HLC的肝功能,但这些未成熟的肝细胞很容易进入细胞死亡途径。因此,我们仍然建议在体内植入ADMSC,因为它们对受损的微环境不是非常敏感。


此外,建议使用自体ADMSC,因为使用自体细胞可降低急性排斥率。抽脂过程比骨髓抽吸造成的创伤更小,脂肪组织可以提供大量的ADMSCs用于增殖和注射。ADMSC治疗肝病的理想给药途径、剂量和给药时间变化很大;因此,研究应集中在ADMSC体内功效的优化上。


干细胞治疗可以减轻肝脏炎症,改善肝功能。对于重症肝病患者,临床治疗的重要手段是肝脏移植、人工肝等。当前肝脏供不应求的现象十分显著,在国内供需比甚至达到了1:30的严峻比例。随着再生医学和干细胞技术的发展,人类肝脏再生取得了很大的研究进展。

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