一直以来,大家对干细胞的归巢性概念都不是很清楚,只知道是有这个概念。归巢,归哪个巢?是归受伤处还是归特定组织?归巢的机制是什么?归巢有何益处?今天,让我们一起来了解一下干细胞的归巢性。
干细胞可以自己找到自己的“家”,而这个家是适合她自己生存的地方,就像识途老马一样,永远知道自己的家在哪里。
这就是我们所说的“归巢”。
她们可以从自己的家出来在外周血中“溜达”一圈,再寻找到并进入微环境适宜的“niche”中并定居其中,安居乐业。
要想全面了解干细胞的归巢性,首先我们得知道这个词是怎么来的。
概念:归巢(homing)
“归巢”(homing)最早是指循环在血液中的淋巴细胞倾向于迁移到它们原先派生自那里的淋巴细胞部位,如淋巴结,这一回归现象称为“淋巴细胞的归巢”,这是1983年Gallation提出来的 。后来“归巢”这一概念逐渐引申至干细胞。
干细胞归巢是指内源或外源性干细胞在多种因素的作用下,能定向趋向性迁移,越过血管内皮细胞至靶向组织并定植存活的过程,类似人体局部炎症反应后大量白细胞迁移至炎症周围。
概念:干细胞巢(niche
)
干细胞周围的细胞形成像摇篮样的环境保护着干细胞,这一环境被称为微环境(干细胞巢,niche)。niche不仅给干细胞提供养分,同时还指导干细胞的行动,决定干细胞的分化方向。微环境由和干细胞相邻的各种细胞、细胞外基质(extracellular matrix, ECM)以及多种细胞因子等构成。
除了造血干细胞之外,干细胞的归巢性主要是指的间充质干细胞。2009年,Krap等 [2] 建议将“间充质干细胞归巢”定义为:MSCs(间充质干细胞)在目标组织的脉管系统里被捕获,随后跨越血管内皮细胞迁移至目标组织的过程。大量研究发现,当机体缺血、缺氧、损伤时,机体内或者外源性MSCs具有向损伤部位优势分布的特质。
归巢是MSCs安全有效的应用于临床的关键。
微环境改变是MSCs 归巢的始动因素,组织损伤局部表达多种趋化因子、黏附因子、生长因子等各种信号分子。不同的微环境分泌不同的信号分子,吸引MSCs定向到达该组织。干细胞归巢,最终归巢至骨髓,归巢至各个脏器,归巢至炎症及创伤部位,甚至归巢至肿瘤部位。
图注:间充质干细胞在不同的解剖位置发挥着不同的功能。炎症反应包含创伤、慢性炎症反应(如移植物抗宿主病)和肿瘤等。
一句话:干细胞归巢性, 犹如一部GPS,时刻指引着干细胞寻找回“家”的路。
干细胞的归巢机制具体尚不明确。简而言之,某些特定信号分子与MSCs膜上相应受体结合,共同驱动其归巢行为。移植的干细胞顺利归巢至微环境,这要求损伤部位的信号分子和MSCs表面受体相一致,这也是决定MSCs移植的成败之一。参与归巢行为的小组成员很多,有诸如趋化因子、生长因子和黏附分子等。