向萌,全晶,李寧,吳儀,梁秋娟,樂麗麗,薛蓉,王麗,解晶心,寧艷霞,孟丹,王新紅,陳豐源,陳思鋒
(復旦大學基礎(chǔ)醫(yī)學院生理與病理生理系,上海 200000)
干細胞具有巨大的潛在應(yīng)用價值,誘導多能干細胞(iPS)可由患者自身細胞轉(zhuǎn)化而來以減少免疫原性,因而承載著更多的期待,然而,干細胞治療面臨嚴重副作用等挑戰(zhàn)。我們發(fā)現(xiàn)iPS與血管內(nèi)皮細胞(EC)的黏附能力大于iPS遷移出血管的能力和速度可能是干細胞栓的成因。靜脈注射的iPS(iv-iPS)可選擇性地歸巢到損傷部位,對動脈機械損傷、動脈粥樣硬化、移植血管排異、腎缺血再灌注損傷、腦卒中等均有治療作用。通過調(diào)節(jié)iv-iPS劑量和活性狀態(tài),可避免干細胞栓和畸胎瘤的發(fā)生。iPS-EC相互作用及其機制研究未見報道。我們通過篩選發(fā)現(xiàn)iPS表面VLA-4(由整合素α4和β1組成)是介導iPS與EC黏附的關(guān)鍵,其在EC上的相應(yīng)配體是VCAM-1,VLA-4在iPS上的基礎(chǔ)表達非常高,而VCAM-1主要在激活的EC上表達,因而循環(huán)iPS的著床取決于VCAM-1表達的量和部位。抑制VCAM-1、整合素α4或β1合成以及可溶性VCAM-1可抑制VCAM-1與VLA-4結(jié)合、阻斷iPS-EC黏附和在體內(nèi)的選擇性著床、阻斷iv-iPS的治療作用。在無急性炎癥的小鼠單側(cè)輸尿管梗阻模型上,iv-iPS無法選擇性地著床于受累腎臟,但如果事先給腎血管轉(zhuǎn)染VCAM-1,則iv-iPS無選擇性地著床于受累腎臟。本研究提示VCAM-1/VLA-4介導的iPS-EC相互作用決定iPS歸巢和治療作用,調(diào)節(jié)iPS劑量或VCAM-1/VLA-4蛋白亞單位的表達可取得最佳的iPS治療效果。