间充质干细胞是一种具有多向分化潜能的成体干细胞, 它不仅能促进损伤组织的再生与修复, 还拥有良好的免疫调节能力, 通过调控免疫细胞的增殖、分化和功能状态, 调节炎症因子水平, 对于各种炎症相关疾病具有很好的应用前景。
国际治疗协会将MSCs定义为:
(1)贴壁生长, 具有类似成纤维细胞样形态;
(2)表达基质细胞的表面抗原, 但不表达造血细胞表面抗原;
(3)具有向成骨细胞、脂肪细胞以及软骨细胞分化的潜能。MSCs除了因很强的自我更新能力及多向分化潜能而具有促进损伤组织再生修复的能力外, 它对机体的免疫功能也具有很强的调控作用, 主要表现为通过影响免疫细胞的增殖、分化和免疫因子分泌而抑制免疫反应, 因此,MSCs显示出较强的抗炎能力。
图：MSC在免疫调节中的意义
MSCs是一种免疫豁免细胞, 能够抑制先天免疫(中性粒细胞、巨噬细胞和NK细胞)和获得性免疫(T细胞和B细胞)。
大量研究证实, MSCs可以通过旁分泌机制以及MSCs与免疫细胞间的相互作用, 介导调节免疫反应平衡, 最终促使局部炎症反应下调, 减轻组织炎症损伤。MSCs对炎症免疫反应的调节主要包括对先天免疫和获得性免疫反应的调节。
MSCs在体内外均能调节不同免疫细胞增殖、功能状态及表型的转化, 尽管MSCs潜在的免疫抑制机制尚不十分清楚, 但是许多研究已经证实MSCs体的生物学作用, 预示了良好的应用前景。
免疫炎症反应对于组织再生是不利的因素, 尽管炎症可能加速修复反应, 带来的负面效应却是纤维化形成, 阻碍再生。因此, 减轻损伤脏器的炎症反应程度,可以减轻纤维化修复, 有利于组织向再生修复发展。
MSCs与脊髓损伤
在脊髓损伤实验中, MSCs能显著减轻实验性脊髓损伤的慢性炎症和损伤所致的机械刺激高敏感性, 并且证实MSCs对于感觉运动功能的增强作用至少有部分是通过其抗炎/免疫抑制作用来实现的。长期高压氧(hyperbaric oxygen, HBO)能够促进缺血性卒中的神经发生, 同时抑制其炎症反应。对于神经损伤后的MSCs移植, MSCs不仅能直接促进损伤局部的再生修复，而且还能通过减轻局部的炎症反应,减轻炎性损伤, 同时减少纤维化形成。
MSCs与哮喘
研究发现骨髓MSCs, 能明显减少支气管肺泡灌洗液和气道中的嗜酸性粒细胞以及单核细胞的数量, 增加IL-10及IL-12水平, 并且小鼠气道杯状细胞的增生以及对于乙酰胆碱的反应性均有明显的下降, 同时上调肺淋巴结中CD4+CD25+调节性T细胞的数量。显然, 骨髓MSCs气管内移植能够显著减轻哮喘的气道炎症反应,控制免疫反应程度以减轻肺部炎性损伤, 从而提高了肺功能。
由于MSCs所具有的免疫抑制效应, 使得它在慢性哮喘的气道重塑和气道炎症治疗中也表现出抑制炎症的作用。因此, MSCs移植有望在多种肺脏炎性疾病的治疗发挥作用。
MSCs与结肠炎
人牙龈来源的MSCs在实验性结肠炎中具有免疫调节功能和抑制炎症相关的组织破坏作用。研究发现, 牙龈来源的MSCs (gngival mesenchymal stem cells, GMSCs)能够抑制外周血淋巴细胞增殖,诱导一系列免疫抑制因子表达, 同时能够明显改善实验性结肠炎模型的临床和组织病理状态, 修复受损的胃肠道黏膜组织, 减少腹泻及体重下降, 从而抑制疾病发展。
MSCs与肾损伤
