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新研究发现干细胞治疗新方向---预处理干细胞增强其治疗效应

2017-04-20 12:41:35        来源:恒峰昊瑞

“Stem Cell Researchand Therapy”杂志发表了一项最新研究,他们将来自三个不同供体的人的间充质干细胞在体外培养并用炎症介质白介素(IL)-1α,IL-1β,肿瘤坏死因子α(TNF-α)或干扰素-γ处理MSC 24h。之后通过ELISA分析细胞上清液粒细胞集落刺激因子(G-CSF),IL-10,脑源性神经营养因子(BDNF),神经生长因子(NGF),IL-1受体拮抗剂(IL-1Ra)和血管内皮生长因子(VEGF)的含量。为了证实MSC的抗炎潜能,用细菌脂多糖(LPS)处理永生化的小鼠胶质细胞BV2细胞并暴露于被IL-1预处理的MSC的条件培养基(CM)中。结果显示,未处理的MSC表达抗炎细胞因子和营养因子(IL-10,VEGF,BDNF,G-CSF,NGF和IL-1Ra)。用IL-1α或IL1β预处理的MSC分泌更多被IL-1Ra阻断的G-CSF。此外,LPS处理的BV2细胞分泌较少的炎症和凋亡标志物,并且与未处理的MSC-CM组相比,IL-1预处理的MSC-CM分泌的抗炎因子IL-10明显增加。实验证实预处理干细胞能使其分泌更多的抗炎因子和营养因子。它们也可以触发其他细胞的变化,将其转变为更抗炎和促再生表型。


新研究发现干细胞治疗新方向---预处理干细胞增强其治疗效应


干细胞具有自我更新和自我分化潜能,以及分泌多种因子参与损伤的组织与器官的修复与再生而被广泛应用于多种疾病的治疗。MSCs在体内或体外特定的诱导条件下,可分化为胰岛、神经、血管内皮、骨、软骨、肌肉、肝脏、心肌等多种组织细胞,除此之外,MSCs还具有低免疫原性和独特的免疫调节作用,能逃避免疫识别、抑制免疫应答。由于它们能在受损组织中分化为替代细胞,调节局部环境,活化内源祖细胞和分泌各种因子,MSC在治疗疾病和损伤组织的再生方面具有很大前景如缺血性疾病,神经病症和糖尿病等。


但目前的MSC无论来源于脐带还是自体骨髓或脂肪组织, 均不能达到高效修复,这在很大程度上限制了MSC的治疗效果。大量研究显示,对干细胞进行预处理能触发其反应机制,产生修复与再生。“Journal of translational medicine”的一篇研究,用LPS预处理间充质干细胞以促进巨噬细胞极化从而改善慢性炎症(Hao&Ti);发表于“Stem cell International”的研究发现过表达Wnt7a的间充质干细胞条件培养基可以促进伤口修复和毛发再生(Dong&Hao);同样的,另一篇研究发现低氧预处理的骨髓间充质干细胞通过改善糖尿病大鼠的内皮细胞功能来促进血管再生,增加干细胞治疗潜能(Hao&Liu)。也有研究发现用高糖高脂预处理干细胞能明显改善血糖和胰岛素抵抗指数,促进胰岛再生;不仅如此,用高糖预处理脐带间充质干细胞后,收集条件培养基,能有效减少皱纹色斑的产生和延缓皮肤衰老。环境因素维持着干细胞的特征,为干细胞的自我更新提供了合适的外部条件,并且影响干细胞的自我更新和自我分化。以上各种研究证实,用不同条件预处理干细胞,能使干细胞活性增强,释放更多生长因子,从而起到缓解炎症和治疗各种疾病的作用。这大大提高了干细胞的治疗效果,是干细胞治疗领域的重要突破,开拓了再生医学领域的治疗前景,为急切寻求治疗方法的患者带来了曙光。


Reference:


Redondo-Castro, E., Cunningham, C., Miller, J. et al. Stem Cell Res Ther (2017) 8: 79. doi:10.1186/s13287-017-0531-4


Ti D, Hao H, Tong C, et al. LPS-preconditioned mesenchymal stromal cells modify macrophage polarization for resolution of chronic inflammation via exosome-shuttled let-7b[J]. Journal of Translational Medicine, 2015, 13(1):308.


Dong L,Hao H,Ti D,et al. A Conditioned Medium of Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells Overexpressing Wnt7a Promotes Wound Repair and Regeneration of Hair Follicles in Mice.Stem Cell International,2017,3738071.


Liu J, Hao H, Xia L, et al. Hypoxia pretreatment of bone marrow mesenchymal stem cells facilitates angiogenesis by improving the function of endothelial cells in diabetic rats with lower ischemia.[J]. Plos One, 2015, 10(5):e0126715.

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