在临床实践与研究中,静脉输注干细胞治疗是一种常见方法。但干细胞进入人体后,它到底去哪里了?干细胞是怎么准确找到“生病”的器官并进行修复的呢?
静脉输注后,MSC会去往哪里
《NUCLEAR MEDICINE AND BIOLOGY》上的研究通过标记间充质干细胞,追踪它们在晚期肝硬化伴有脾肿大患者体内的活性分布,以确定其“行动路径”。
△研究评估肝硬化晚期患者经外周注入后MSC在体内的分布
结果显示,MSC首先聚集在肺部,随后2小时内逐渐出现在肝脏和脾脏。这表明MSC输注是一个动态过程,从肺部开始,逐渐转移到肝脏和脾脏。
△实验用(111)In-oxine标记MSCs,以此跟踪MSCs在体内的分布
那么,MSC输注后是否总是遵循这一固定路线?《International Immunopharmacology》上的另一项研究通过给II型糖尿病小鼠静脉输注UC-MSC,并与正常小鼠进行对比,发现干细胞同样先到达肺部,再经血管流向脾与肝。但不同的是,糖尿病小鼠体内有一定数量的UC-MSC归巢于胰岛,即受损部位,并发挥显著效用。
△研究中利用CM-Dil标记的UC-MSC移植治疗T2DM小鼠
在显微镜下T2DM小鼠胰岛、肝脏、脂肪和肌肉中的M2巨噬细胞数量显著增加,它们可以减轻胰岛素抵抗,降低血糖。这一发现证实了干细胞具有自动归巢于机体受损部位的能力。
△UC-MSCs输注可诱导胰岛中M2巨噬细胞的增加,Fizz1+(绿色)
精准修复的关键——干细胞的归巢效应
“归巢”概念最早用于描述淋巴细胞的回归现象,后被引申至干细胞,这个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。
1.MSCs的归巢
Saito等首次提出MSCs具有归巢能力,当机体组织受损时,休眠的MSCs被唤醒,归巢到损伤部位进行分化,替代损伤细胞。这一过程由损伤部位表达的多种信号分子驱动,它们与MSCs表面的相应受体结合,引导MSCs定向到达损伤部位。
Wang等发现SDF-1α/CXCR4轴调节移植的骨髓间充质干细胞迁移至大鼠脑缺血损伤部位。Liu等发现HGF/c-met轴调节间充质干细胞归巢至肠缺血再灌注肝损伤部位。
2.归巢是MSCs有效应用于临床的关键
间充质干细胞要发挥其潜能,前提是有足够数量的干细胞归巢并存活于损伤的靶组织。因此,干细胞的“归巢效应”至关重要。
间充质干细胞的移植方式多样,在归巢机制的加持下,干细胞相较于传统化学药物具有更高的靶向性,能够更准确地抵达身体损伤部位并发挥治疗作用。
总结
随着干细胞研究的不断深入和相关理论的完善,间充质干细胞作为人体宝贵的资源,有望为未来的医疗健康带来无限可能。