白尚星

·綜述·

臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療肝病研究進(jìn)展

白尚星

臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞因(MSCs)其具有來(lái)源廣泛、采集方便、增殖和分化能力強(qiáng)等特性, 在細(xì)胞治療的應(yīng)用前景越來(lái)越廣。本文就其來(lái)源及對(duì)肝病的治療機(jī)制、實(shí)驗(yàn)研究及臨床應(yīng)用等作一綜述。

臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞；肝病

全球有17億人患有不同類(lèi)型的慢性肝病, 每年死于肝硬化的患者達(dá)數(shù)十萬(wàn)人。目前對(duì)中晚期肝病的治療主要有內(nèi)科綜合治療, 但療效欠佳；生物人工肝系統(tǒng)治療, 但肝細(xì)胞來(lái)源不足, 存在免疫排斥反應(yīng)；原味肝移植是最有效的手段,但肝來(lái)源短缺, 免疫排斥, 價(jià)格昂貴成為治療障礙。與原位肝移植比較, 間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療以其安全可靠、免疫排斥小、價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)逐漸成為治療肝病的又一有效手段。

MSCs來(lái)源于發(fā)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(xì)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(yǎng)擴(kuò)增, 并能在特定條件控制下分化為脂肪細(xì)胞、成骨細(xì)胞、軟骨組織、神經(jīng)細(xì)胞、肝細(xì)胞等［4］, 在細(xì)胞治療及組織工程方面有極大的應(yīng)用價(jià)值。目前, MSCs主要來(lái)源于骨髓,但骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞存在取材繁瑣, 且隨著供體年齡增長(zhǎng)其骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞增殖和分化能力明顯下降等缺點(diǎn), 不利于細(xì)胞治療。臍帶來(lái)源廣泛、采集方便、免疫排斥小、倫理爭(zhēng)議小等優(yōu)點(diǎn), 使其成為干細(xì)胞研究熱點(diǎn), 在細(xì)胞治療中前景越來(lái)越廣闊。本文就近年來(lái)國(guó)內(nèi)外在臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療肝病方面的相關(guān)研究作簡(jiǎn)要綜述。

1 臍帶MSCs的來(lái)源

臍帶MSCs主要來(lái)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(dòng)脈的粘蛋白樣結(jié)締組織, 由肌纖維母細(xì)胞樣基質(zhì)細(xì)胞、膠原纖維和蛋白聚糖組成。 臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞的體外分離方法主要有組織塊貼壁培養(yǎng)法和酶法兩種分離方法。組織塊貼壁培養(yǎng)法主要是利用MSCs對(duì)培養(yǎng)瓶具有較強(qiáng)的黏附能力, 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的培養(yǎng), 間充質(zhì)細(xì)胞從組織塊中爬出生長(zhǎng), 經(jīng)多次傳代得到純化間充質(zhì)干細(xì)胞。酶法是利用膠原酶消化組織, 得到單個(gè)細(xì)胞, 在利用MSCs對(duì)培養(yǎng)瓶具有較強(qiáng)的黏附能力而血細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等不貼壁, 在多次換液中逐漸被棄去, 達(dá)到分離純化間充質(zhì)干細(xì)胞的目的［5,6］。兩種方法比較, 組織塊貼壁培養(yǎng)法細(xì)胞損傷小, 但培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng), 而酶法由于酶的作用, 細(xì)胞損傷大但培養(yǎng)時(shí)間短。

2 臍帶MSC治療肝損傷的機(jī)制

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

2.2 分化肝細(xì)胞 研究證明, 干細(xì)胞所處的局部微環(huán)境決定其分化方向。在不同的細(xì)胞因子作用下MSCs可分化為不同的細(xì)胞類(lèi)型。實(shí)驗(yàn)表明［9］, 在肝細(xì)胞輕微損傷的環(huán)境時(shí)可以促進(jìn) MSCs 向肝細(xì)胞分化。諸多誘導(dǎo)分化實(shí)驗(yàn)證實(shí), 在體外, MSCs在適和的細(xì)胞因子組合如肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子(HGF)、表皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子(EGF)、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGFs)等誘導(dǎo)下, 可以向肝細(xì)胞樣細(xì)胞分化［10,11］。

3 臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞移植治療肝病

間充質(zhì)干細(xì)胞已成功應(yīng)用于臨床治療肝臟疾病。 間充質(zhì)干細(xì)胞主要來(lái)源于骨髓、臍帶血和臍帶。間充質(zhì)干細(xì)胞最初在骨髓中分離獲得, 之后在臍帶血、臍帶、胎盤(pán)中分離培養(yǎng)出MSCs, 研究證實(shí)MSCs在體外一定條件下能夠誘導(dǎo)分化為成脂肪細(xì)胞、成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、神經(jīng)細(xì)胞、肝細(xì)胞等［12］。

3.1 實(shí)驗(yàn)研究中的證據(jù) 實(shí)驗(yàn)研究證實(shí), 一定條件下間充質(zhì)干細(xì)胞在體外可以跨胚層分化為肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞, 并且移植不發(fā)生排斥反應(yīng)［13］。任紅英等［14］研究證實(shí)臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞是一類(lèi)具有高度增殖能力和多分化潛能的干細(xì)胞, 能夠在特定的條件下誘導(dǎo)分化為肝細(xì)胞樣細(xì)胞。陳軍等［15］研究證實(shí),人臍帶MSCs在肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子、堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子、致瘤素等因子作用下可有效誘導(dǎo)人臍帶MSCs向肝樣細(xì)胞分化。Tsai等［16］報(bào)道, 臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞移植入大鼠體內(nèi)后,可在肝臟中存活并分泌多種細(xì)胞因子, 增強(qiáng)肝細(xì)胞的修復(fù),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(xì)胞能夠存活并分化肝樣細(xì)胞, 未見(jiàn)明顯不良反應(yīng)［17］。

3.2 臨床治療肝病 目前臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療肝病取得了一定的療效。李江濤等［18］對(duì)45例慢性重癥乙型肝炎患者進(jìn)行臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞移植, 跟蹤隨訪(fǎng)4～12個(gè)月, 患者的肝功能指標(biāo)谷草轉(zhuǎn)氨酶(AST)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶、總膽紅素、凝血酶原時(shí)間(PT)明顯降低, γ-轉(zhuǎn)肽酶(γ-GT)增高, 患者的臨床癥狀得到好轉(zhuǎn), 未見(jiàn)嚴(yán)重不良反應(yīng)生, 說(shuō)明間充質(zhì)干細(xì)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(duì)失代償期肝硬化患者行臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療,結(jié)果顯示, 治療后4周和8周, 肝功能指標(biāo)如ALT、TBIL和血清白蛋白水平等均有改善；凝血指標(biāo)中PT縮短, 凝血酶活動(dòng)度增加, 短期療效較好。劉波等［20］對(duì)慢加急性肝衰竭患者經(jīng)股動(dòng)脈插管行肝動(dòng)脈移植臍帶間充質(zhì)干細(xì)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(duì)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(dòng)度, 降低總膽紅素、谷丙轉(zhuǎn)氨酶水平和終末期肝病模型評(píng)分, 未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重的不良反應(yīng), 能顯著改善生存率。

林滬等［22］對(duì)肝硬化腹水患者行臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療,結(jié)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(yīng)用前景。孫娟等［23］用臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療對(duì)乙肝肝硬化患者, 結(jié)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(zhì)量。王莉等［24］用臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞靜脈注射聯(lián)合肝動(dòng)脈灌注治療失代償性肝硬化患者, 結(jié)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(jié)果顯示, 在近期內(nèi)可明顯改善肝功能衰竭患者癥狀, 提升白蛋白等肝臟指標(biāo)。

4 存在的問(wèn)題與展望

雖然目前有關(guān)臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療肝病的研究結(jié)果令人鼓舞, 但在很多問(wèn)題上仍然還存在頗多爭(zhēng)議, 臨床應(yīng)用前尚需要解決。如臍帶用何種方法處理、細(xì)胞培養(yǎng)用何種培養(yǎng)基、細(xì)胞移植用幾代細(xì)胞、移植途徑、移植時(shí)機(jī)、移植細(xì)胞數(shù)量、安全性以及不良反應(yīng)等仍需要進(jìn)一步研究證實(shí)。

綜上所述, 急需建立臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞的細(xì)胞治療標(biāo)準(zhǔn)化方案來(lái)解決這些問(wèn)題。相信隨著研究的深入, 臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞的細(xì)胞治療標(biāo)準(zhǔn)化方案的建立, 臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞在細(xì)胞治療的應(yīng)用前景會(huì)越來(lái)越廣闊。

［1］ Caimi PF, Reese J, Lee Z, et al.Emerging therapeutic approaches for multipotent mesenehymal stromal cells.Curr Opin Hematol, 2010, 17(6):505-513.

［2］ Sun NZ, Ji H.In vitro diferentiation of osteocytes and adipocytes from human placenta-derived cels.J Int Med Res, 2012, 40(2):761-767.

［3］ Pendleton C, Li Q, Chesler DA, et al.Mesenchymal stem cell derived from adipose tissue vs bone marrow: in vitro comparison of their tropism towards gliomas.PLoS One, 2013, 8(3):e58198.

［4］ 任紅英, 趙欽軍, 邢文, 等.臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞體外分化為有功能的低免疫源性肝細(xì)胞樣細(xì)胞.中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)學(xué)報(bào), 2010, 32(2):190-194.

［5］ Wang HS, Hung SC, Peng ST, et al.Mesenehymal stem cells in the wharton’s jelly of the human umbilical cord.Stem Cells, 2004, 22(7):1330-1337.

［6］ Sarugaser R, Lickorish D, Baksh D, et al.Human um.bilical cord perivascular cells: asonrse of mesenchymal progenitots.Stem Cells, 2005, 23(2):220-229.

［7］ Parekkadan B, Vail Poll D, Suganuma K, et al.Mesenehymal stem cell-derived molecules reverse fulminant hepatic falure.PLos Onf, 2007, 2(9):e941.

［8］ Lin H, Xu R, Zhang Z, et al.Implications of the immunoregulatory functions of mesenchymal stem cells in the treatment of human liver diseases.Cell Mol Immunol, 2011(8):19-22.

［9］ 林滬, 陳黎明, 王福生.間充質(zhì)干細(xì)胞在肝臟的分化機(jī)制研究進(jìn)展.實(shí)用肝臟病雜志, 2010, 13(3):238-240.

［10］ Aurich, Sgodda, Kaltwasser P, et al.Hepatocyte diferentiation of mesenehymal stem cells from human adipose tissue in vitro promotes hepatic integration in vivo.Gut, 2009, 58(4):570-581.

［11］ Bonora-Centelles A, Jover R, Mirabet V, et al.Sequential hepatogenic trans-diferentiation of adipose tissue-derived stem cells: relevance of different extracellular signaling molecules, transcription factors involved and expression of new key mark genes.Cell Transplant, 2009, In press.

［12］ Abdulrazzak H, M oschidou D, Jones G, et al.Biologica1 characteristics ofstem cells from foetal, cord blood and extraembryonic tissues.JR Soc Interface, 2010, 7(Suppl 6):S689-706.

［13］ Ferreira E, Potier E, Logeart-Avramoglou D, et al.Optimization of a gene electrotransfer method for mesenchymal stem cell transfection.Gene Ther, 2008, 15(7):537-544.

［14］ 任紅英, 趙欽軍, 劉擁軍, 等.臍帶問(wèn)充質(zhì)千細(xì)胞體外誘導(dǎo)分化為肝細(xì)胞樣細(xì)胞的研究.山東醫(yī)藥, 2008, 48(30):24-26.

［15］ 陳軍, 劉玉俠, 姜文華, 等.體外誘導(dǎo)人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞向肝樣分化.中國(guó)組織工程研究與臨床健康, 2010, 14(49):9257-9261.

［16］ Tsai PC, Fn TW, Chen YM, et al.The therapeutic potential of human umbilical mesenchymal stem cells from Wharton’s jelly in the treatment of rat liver fibrosis.Liver Transpl, 2009, 15(5):484-495.

［17］ 陳政, 勞學(xué)軍, 高明.人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞在肝部分切除模型大鼠體內(nèi)向肝樣細(xì)胞的分化.暨南大學(xué)學(xué)報(bào), 2011, 32(6):615-619.

［18］ 李江濤, 趙和泰, 張效北, 等.間充質(zhì)干細(xì)胞治療慢性重癥乙型肝炎臨床分析.中外醫(yī)療, 2012(3):107.

［19］ 朱明慧, 劉旭華, 韓際奧.人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療失代償期肝硬化的療效觀(guān)察.鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版), 2013, 48(1):117-118.

［20］ 劉波, 董靜, 張駿飛, 等.人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療慢加急性肝衰竭患者近期療效與安全性分析.實(shí)用肝臟病雜志, 2013, 16(1):29-31.

［21］ Shi M, Zhang Z, Xu R, et al.Human mesenchyrmal stem cell transfusion is safe and improves liver function in acute-on-chronic liver failure patients.Stem Cells Transl Med, 2012(l):725-731.

［22］ 林滬, 張政, 施明, 等.人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療肝硬化腹水患者的前瞻性對(duì)照臨床療效觀(guān)察.中華傳染病雜志, 2012, 30(4):204-206.

［23］ 孫娟, 皮紅英.人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞治療對(duì)乙肝肝硬化患者生命質(zhì)量的影響.齊魯護(hù)理雜志, 2012, 18(12):8-9.

［24］ 王莉, 郭青, 鄒志強(qiáng), 等.人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞靜脈注射聯(lián)合肝動(dòng)脈灌注治療失代償性肝硬化患者的療效觀(guān)察.中華傳染病雜志, 2013, 31(8):485-487.

［25］ 王全楚, 張凌云, 王東琳.人臍帶血間充質(zhì)干細(xì)胞輸注治療慢性肝衰竭患者的近期療效觀(guān)察.胃腸病學(xué)和肝病學(xué)雜志, 2013, 22(1):22-24.

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

2015-03-02］

110006 沈陽(yáng)市第六人民醫(yī)院