簡(jiǎn)介：目前，原位肝移植被認(rèn)為是治療慢性肝硬化終末期最有效的方法。由于原位肝移植的局限性，干細(xì)胞是一種有吸引力的治療選擇。間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 在動(dòng)物模型和臨床試驗(yàn)中尤其顯示出作為肝硬化替代療法的希望。然而，移植的MSCs歸巢到肝臟的數(shù)量有限。因此，我們回顧了增強(qiáng)間充質(zhì)干細(xì)胞歸巢的策略，主要是通過(guò)傳遞途徑、優(yōu)化細(xì)胞培養(yǎng)條件、刺激靶位點(diǎn)和基因修飾。

間充質(zhì)干細(xì)胞：治療肝硬化的潛在應(yīng)用

背景

肝硬化是由于各種原因引起的進(jìn)行性纖維化的終末期，對(duì)藥物保守治療反應(yīng)不佳。肝臟的慢性損傷導(dǎo)致肝細(xì)胞中細(xì)胞外基質(zhì) (ECM) 的廣泛積累。流行病學(xué)數(shù)據(jù)表明，全世界每年有103萬(wàn)肝硬化患者死于嚴(yán)重的相關(guān)并發(fā)癥。

目前，肝移植是晚期肝病最有效的治療方法。在有幸接受肝移植的患者中，3、12和36個(gè)月的生存率分別為94%、88%和79%。但要考慮供體器官缺乏、費(fèi)用高、移植后需要長(zhǎng)期使用免疫抑制劑等問(wèn)題。因此，迫切需要尋找替代治療策略。近期研究表明，肝硬化肝細(xì)胞仍有再生潛力，但再生與壞死之間存在不平衡。一個(gè)潛在的假設(shè)表明，可以通過(guò)注入的細(xì)胞增殖來(lái)重塑受損的肝臟，從而形成一個(gè)功能齊全的肝臟部分。僅增加肝細(xì)胞數(shù)量是否對(duì)患者有效是值得懷疑的。

基于概念驗(yàn)證，移植肝細(xì)胞以治療肝臟相關(guān)疾病。由于肝細(xì)胞數(shù)量有限，且缺乏體外增殖和穩(wěn)定性，移植肝細(xì)胞的療效逐漸下降。因此，找到另一個(gè)容易獲得的細(xì)胞來(lái)源至關(guān)重要。

本綜述旨在強(qiáng)調(diào)目前所有關(guān)于使用干細(xì)胞治療肝硬化的可用證據(jù)，并確定其潛力是否有任何事實(shí)依據(jù)。

再生醫(yī)學(xué)中的干細(xì)胞

干細(xì)胞，稱為克隆形成未分化細(xì)胞，不能無(wú)限期地自我更新，而是可以分化成多種細(xì)胞譜系，包括多能胚胎干細(xì)胞 (ESC)、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞 (iPSC)、造血干細(xì)胞 (HSC)、肝細(xì)胞干細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 等（圖 1）。

目前應(yīng)用治療肝硬化的干細(xì)胞主要是間充質(zhì)干細(xì)胞

有證據(jù)表明，間充質(zhì)細(xì)胞通過(guò)間充質(zhì)-上皮或上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化 (MET/EMT) 過(guò)程可能有助于慢性肝損傷期間的成人肝再生。肝臟中的間充質(zhì)細(xì)胞可能不僅來(lái)自其自身的祖細(xì)胞，還可能通過(guò)遷移至受損肝臟而來(lái)自骨髓 (BM) ，盡管這種說(shuō)法存在爭(zhēng)議。這表明不僅 HPC，而且間充質(zhì)細(xì)胞同時(shí)促進(jìn)肝病的發(fā)生和發(fā)展，盡管其機(jī)制仍不清楚。這表明 HPC 和間充質(zhì)細(xì)胞之間的相互作用對(duì)于損傷肝臟的重塑很重要。越來(lái)越多的證據(jù)表明，HPC 可能是治療肝損傷的最佳替代療法；然而，HPC可能會(huì)導(dǎo)致癌變和纖維化，正如體外研究顯示的那樣。在全面了解其治療潛力之前，有必要更好地了解決定HPC分化及其可能惡性轉(zhuǎn)化的因素。

MSCs的治療潛力以及它們的分化、免疫調(diào)節(jié)特性和營(yíng)養(yǎng)因子的分泌已得到廣泛研究。與ESC、iPSC和HPC 相比，MSC不存在任何倫理問(wèn)題，已成為理想的替代品。

在過(guò)去的幾年中，MSCs主要是從骨髓 (BM-MSCs) 中分離出來(lái)的。已經(jīng)提出了MSC的替代來(lái)源，例如脂肪組織 (AD-MSC)、臍帶血 (CB-MSC)、臍帶 (UC-MSC) 和羊水。

間充質(zhì)干細(xì)胞治療肝硬化的應(yīng)用

BM-MSCs 能夠分化為肝細(xì)胞并恢復(fù)肝功能，表現(xiàn)為肝星狀細(xì)胞凋亡、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子 (TGF)-β1 和α-平滑肌肌動(dòng)蛋白 (α-SMA) 基因表達(dá)降低。AD-MSCs比BM-MSCs具有更高的免疫相容性和更容易分離，對(duì)肝纖維化具有保護(hù)作用。與BM-MSC相比，UC-MSC顯示出更有益的免疫原性特征和更強(qiáng)的整體免疫抑制潛力。

盡管已經(jīng)在體內(nèi)證實(shí)了MSC向肝細(xì)胞的分化，但有證據(jù)表明，各種營(yíng)養(yǎng)和免疫調(diào)節(jié)因子在肝纖維化的治療中起著關(guān)鍵的治療作用。MSCs分泌的營(yíng)養(yǎng)因子在抗凋亡因子（肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子（HGF）和胰島素樣生長(zhǎng)因子（IGF-1））、血管生成因子（血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF））的幫助下阻止肝細(xì)胞凋亡)、有絲分裂因子（表皮生長(zhǎng)因子 (EGF)、HGF和神經(jīng)生長(zhǎng)因子 (NGF)）和TGF-α。由于較小且不太復(fù)雜的免疫原性效力，無(wú) MSC 療法可能構(gòu)成更好的替代療法。

進(jìn)一步的臨床試驗(yàn)評(píng)估了移植的MSCs治療肝纖維化患者的效率。已經(jīng)設(shè)計(jì)了多項(xiàng)臨床試驗(yàn)來(lái)評(píng)估它們?cè)诟斡不委熤械闹委煗摿Γū砀?)。

研究結(jié)果似乎很有希望，終末期肝病 (MELD) 評(píng)分和代謝參數(shù)模型有所改善，但組織學(xué)改善的數(shù)據(jù)薄弱。UC-MSC治療后的長(zhǎng)期結(jié)果更適合肝硬化患者，盡管輸注BM-MSC的短期療效良好。應(yīng)該注意的是，每個(gè)患者的輸注細(xì)胞數(shù)量、遞送途徑和注射頻率在研究中有所不同。不同來(lái)源的MSCs和不同的患者群體可能對(duì)任何治療效果更有說(shuō)服力。

Gholamrezanezhad等人表明，在1個(gè)月的隨訪期后，肝功能沒(méi)有顯著改善，因?yàn)锽M-MSC進(jìn)入肝臟的歸巢能力僅發(fā)生在有限數(shù)量的輸注細(xì)胞中。彭等還提到，MSCs的歸巢能力是自體MSCs移植未能對(duì)患者預(yù)后取得可接受的長(zhǎng)期效果的主要原因?；诩?xì)胞的療法的揮之不去的問(wèn)題是遞送的細(xì)胞是否在受傷部位內(nèi)歸巢以及如何提高它們的歸巢能力。

增強(qiáng)間充質(zhì)干細(xì)胞歸巢的策略

受損組織內(nèi)的遷移或歸巢受多種因素影響，包括遞送途徑、注入細(xì)胞的數(shù)量、培養(yǎng)條件等。我們回顧了與 MSC遷移相關(guān)的各種因素。

MSCs的給藥途徑

MSC的遞送途徑似乎對(duì)治療效率至關(guān)重要。MSCs的傳統(tǒng)給藥主要通過(guò)肝內(nèi)注射、脾內(nèi)注射和靜脈輸注。細(xì)胞的全身輸送可能會(huì)導(dǎo)致毛細(xì)血管內(nèi)細(xì)胞的大量快速丟失，尤其是在肺部，這會(huì)縮短剩余MSC的壽命。此外，用肝素輸注細(xì)胞會(huì)顯著減少肺內(nèi)截留的AD-MSC數(shù)量，并增加肝臟中積累的細(xì)胞數(shù)量。血管通暢可能是MSC流入目標(biāo)組織的重要因素。肝內(nèi)注射似乎是施用干細(xì)胞的理想方式，循環(huán)中的細(xì)胞滯留較少，并且更多的MSC分化為肝細(xì)胞。此外，通過(guò)門靜脈或肝動(dòng)脈給予MSCs的歸巢效率分別低于5%和20-30%。因此，肝動(dòng)脈似乎是最好的輸送途徑，并顯示出更好的歸巢效果；但輸液前應(yīng)檢查血管通暢情況。

優(yōu)化栽培條件

在擴(kuò)張過(guò)程中，新分離的MSC會(huì)失去響應(yīng)遷移信號(hào)的配體或受體。遷移是一個(gè)依賴通道的過(guò)程；傳代次數(shù)越多，歸巢的效率就會(huì)降低。此外，由于金屬蛋白酶組織抑制劑 (TIMP)-3的上調(diào)，高培養(yǎng)匯合度會(huì)損害 MSC的遷移。此外，缺氧會(huì)誘導(dǎo)瘦素的表達(dá)，瘦素與STAT3/缺氧誘導(dǎo)因子-1α (HIF-1α)/VEGF 和基質(zhì)細(xì)胞衍生因子 (SDF)-1/CXCR4信號(hào)通路的激活有關(guān)。建議缺氧預(yù)處理增加 MSCs 的募集。

刺激目標(biāo)位點(diǎn)募集MSC動(dòng)員

在損傷的急性期，受損組織釋放的炎性細(xì)胞因子募集單核細(xì)胞進(jìn)行組織修復(fù)。與未受照射的小鼠相比，接受全身照射的小鼠體內(nèi)有更多的MSCs，這表明注入的 MSCs 首先被移動(dòng)到受傷部位。然而，在疾病處于亞慢性或慢性期的患者中，一些不可或缺的歸巢趨化因子可能很少或不存在；因此，外部刺激可能為歸巢提供一種簡(jiǎn)單且可用的新方法。

轉(zhuǎn)基因MSC

由于配體和受體之間存在特異性整合，一種假設(shè)是改變 MSC 上受體/配體的水平可能會(huì)提高目標(biāo)組織內(nèi)的歸巢效率。

在損傷的急性期，受損組織釋放大量基質(zhì)細(xì)胞衍生因子 (SDF-1α)，但它們的受體 (CXCR4) 在培養(yǎng)的 MSCs 上處于低水平。具有過(guò)表達(dá)CXCR4的MSC具有更好的向SDF-1α遷移的潛力，并分泌更多的營(yíng)養(yǎng)因子，包括刺激肝細(xì)胞再生的HGF和VEGF。Ryu 等人進(jìn)一步解釋了Akt、ERK和p38信號(hào)通路也與SDF-1/CXCR4軸有關(guān)。

HGF是肝細(xì)胞再生中最有效的有絲分裂原，在組織損傷期間，其生物學(xué)效應(yīng)依賴于酪氨酸激酶受體和細(xì)胞間充質(zhì)上皮轉(zhuǎn)化因子 (c-met) 。c-met 的遺傳缺失會(huì)損害肝卵圓細(xì)胞的潛能，包括它們的增殖、遷移和分化。劉等人證明HGF/c-met 信號(hào)通路對(duì)于MSC在受損肝臟內(nèi)歸巢至關(guān)重要，并且它促進(jìn)肝臟修復(fù)。MSCs 上過(guò)表達(dá)的受體或配體對(duì)應(yīng)于從受傷器官釋放的特定細(xì)胞因子，可以直接在目標(biāo)組織內(nèi)誘導(dǎo)歸巢。

結(jié)論

本綜述表明干細(xì)胞療法具有良好的治療效果。目前，決定間充質(zhì)干細(xì)胞益處的關(guān)鍵因素是歸巢功效。間充質(zhì)干細(xì)胞治療在臨床試驗(yàn)中的缺點(diǎn)包括醫(yī)源性腫瘤發(fā)生、細(xì)胞栓塞和細(xì)胞輸注的最佳時(shí)間的風(fēng)險(xiǎn)。此外，其在臨床試驗(yàn)中的安全性應(yīng)得到機(jī)構(gòu)倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)。總之，干細(xì)胞治療肝硬化的結(jié)果是有希望的。

參考資料：Zhang Y, Li Y, Zhang L, Li J, Zhu C. Mesenchymal stem cells: potential application for the treatment of hepatic cirrhosis. Stem Cell Res Ther. 2018 Mar 9;9(1):59. doi: 10.1186/s13287-018-0814-4. PMID: 29523186; PMCID: PMC5845383.

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