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      多能成體祖細(xì)胞培養(yǎng)條件促進(jìn)人脂肪干細(xì)胞的視網(wǎng)膜神經(jīng)保護(hù)功能

      2014-12-06 03:33:04婁慧徐國旭
      關(guān)鍵詞:培養(yǎng)液干細(xì)胞視網(wǎng)膜

      婁慧 徐國旭

      干細(xì)胞技術(shù)的迅速發(fā)展為攻克許多目前無法治療的疾病帶來新的希望。胚胎干細(xì)胞(embryonic stem cell,ESC)、誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(inducible pluripotent stem cell,iPSC)以及各種成體干細(xì)胞(adult stem cells,ASCs)各有特點(diǎn),在細(xì)胞替代治療以及組織工程材料制備中均顯示出很好的應(yīng)用前景[1-3]。ASCs已經(jīng)開始用于血液系統(tǒng)疾病、心血管系統(tǒng)疾病以及皮膚損傷的治療[4-6]。與ESC和iPSC相比,ASCs具有更多的優(yōu)勢。

      首先,大多研究表明ASCs移植是安全的,而且自體ASCs移植被臨床實(shí)踐證明是可行的[8-10]。其次,從取材和細(xì)胞性質(zhì)看,骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMMSCs)、脂肪干細(xì)胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)和血液中的細(xì)胞最為可行,因?yàn)閷儆跈C(jī)體可再生或廢棄的組織。第三,從療效看,已有研究證明BMMSCs和ADSCs都能被誘導(dǎo)分化為不同的組織細(xì)胞,跨系、甚至跨胚層分化為其它類型組織細(xì)胞[11-14]。有研究表明,ADSCs具有向光感受器細(xì)胞和膠質(zhì)樣細(xì)胞分化的能力,并表現(xiàn)出修復(fù)血視網(wǎng)膜屏障(BRB)的作用[15]。目前,用于動物疾病模型干預(yù)的ASCs多為P3-P5代,因?yàn)锳SCs體外培養(yǎng)長期傳代會出現(xiàn)老化,這也是ASC臨床研究中需要解決的關(guān)鍵問題。

      Jiang等[16]采用一種新的培養(yǎng)基從骨髓間充質(zhì)中分離出具有更強(qiáng)增殖能力和更廣泛分化潛能的細(xì)胞,即骨髓來源的多能成體祖細(xì)胞(multipotent adult progenitor cell,MAPC)。與BMMSCs相比,MAPC具有相同的體外成脂、成骨和成軟骨的分化效率,但具有更強(qiáng)的體外擴(kuò)增能力[17];更為重要的是MAPC不會形成畸胎瘤[16]。因而,MAPC對于治療退行性和遺傳性疾病,如視網(wǎng)膜變性疾病帶來巨大的希望。

      以年齡相關(guān)性黃斑變性(age-related macular degeneration,AMD)和視網(wǎng)膜色素變性(retinitis pigmentosa,RP)為主要代表的視網(wǎng)膜變性疾?。╠egenerative retinal diseases,DRD)是眼科主要的致盲性疾病之一。其主要的病理特征是視網(wǎng)膜光感受器細(xì)胞(Photoreceptor)和視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞(retinal pigment epithelium,RPE)凋亡及功能喪失而引起視功能損害[18-19]。目前還缺乏針對這種疾病的有效治療手段。

      本課題擬利用MAPC的培養(yǎng)基培養(yǎng)猴BMMSCs和人脂肪干細(xì)胞(hADSCs),檢測MAPC培養(yǎng)條件對這兩種細(xì)胞形態(tài)和生物學(xué)特征的影響,并將經(jīng)MAPC培養(yǎng)條件培養(yǎng)的hADSCs移植到RCS大鼠視網(wǎng)膜下腔并重點(diǎn)檢測其保護(hù)效應(yīng),驗(yàn)證MAPC培養(yǎng)條件是否能增強(qiáng)ADSCs的視網(wǎng)膜神經(jīng)保護(hù)作用,為MAPC最終走向臨床提供可靠的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)。

      材料與方法

      一、材料

      1.試劑:淋巴細(xì)胞分離液購自Corning,100×胰島素-轉(zhuǎn)鐵蛋白-硒添加劑(ITS)、亞油酸蛋白、地塞米松、抗壞血酸-2-磷酸、MCDB-201培養(yǎng)液、β-磷酸甘油、胰島素、吲哚美辛、異丁基甲基黃嘌呤、L-抗壞血酸、抗壞血酸-2-磷酸以及表皮生長因子(epidermal growth factor,EGF)購自Sigma-Aldrich公司,血小板衍生生長因子(plateletderived growth factor,PDGF)購自R&D Systems Inc公司,轉(zhuǎn)化生長因子β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)購自 Peprotech 公司。其它細(xì)胞培養(yǎng)試劑購自Invitrogen公司,RNAiso Plus和逆轉(zhuǎn)錄試劑盒購自TakaRa公司,Sybrgreen real time premix購自天根生化,常規(guī)生化試劑購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

      2.實(shí)驗(yàn)動物:皇家外科學(xué)院(royal college of durgeons,RCS)大鼠是遺傳性視網(wǎng)膜色素變性的經(jīng)典動物模型。RCS大鼠由于隱性Mertk基因突變致使視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞喪失吞噬視細(xì)胞外節(jié)膜盤能力而導(dǎo)致視細(xì)胞外節(jié)膜盤堆積,最終導(dǎo)致光感受器細(xì)胞進(jìn)行性變性和丟失。RCS大鼠飼養(yǎng)在同濟(jì)大學(xué)動物中心,并遵循同濟(jì)大學(xué)動物中心和眼科與視覺科學(xué)研究協(xié)會(the Association for Research in Vision and Ophthalmology,ARVO)關(guān)于動物使用和處理的規(guī)定。

      實(shí)驗(yàn)用食蟹猴骨髓由昭衍蘇州新藥研究中心有限公司提供。

      二、方法

      1.食蟹猴BMMSCs的分離制備及MAPC培養(yǎng)條件培養(yǎng):新鮮抽取的食蟹猴骨髓3ml轉(zhuǎn)移到抗凝管中,800×g離心5min;棄去血漿后剩余血細(xì)胞用含抗生素的PBS清洗2遍,細(xì)胞用4ml PBS重懸,再加到8ml淋巴細(xì)胞分離液上,800×g離心0.5 h。此時(shí)細(xì)胞富集于淋巴細(xì)胞分離液和PBS之間,吸取中間層的骨髓細(xì)胞,用PBS清洗2遍,接種于培養(yǎng)瓶中,置細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。原代細(xì)胞長至80﹪匯合后,以1:3傳代,分別用DMEM/LG-20﹪FBS培養(yǎng)液和MAPC培養(yǎng)液培養(yǎng)。

      MAPC培養(yǎng)液:含60﹪DMEM/LG(低糖)培養(yǎng)液、40﹪ MCDB-201培養(yǎng)液、1 nmol/L地塞米松、10-4M L-抗壞血酸、1×ITS、4.7 μg/ml亞油酸蛋白、1﹪青霉素-鏈霉素、2﹪血清、10 ng/ml PDGF和10 ng/ml EGF。

      2.hADSCs分離制備及MAPC培養(yǎng)條件培養(yǎng):新鮮獲取的脂肪組織用含抗生素的PBS充分沖洗,用1 g/L的膠原酶37℃條件消化60min,加入等體積含血清的培液用以中和膠原酶,300×g離心5min;將細(xì)胞沉淀物用DMEM/LG培養(yǎng)液重懸并接種至細(xì)胞培養(yǎng)瓶中,并置于細(xì)胞培養(yǎng)箱培養(yǎng)。待原代細(xì)胞長至80﹪匯合后以1:3傳代,分別采用含10﹪FBS的DMEM/LG培養(yǎng)液和MAPC培養(yǎng)液培養(yǎng)傳代[16],兩種培養(yǎng)條件下的hADSCs分別定義為DMEM/LG-hADSC和MAPC-hADSC。

      3.成骨、成脂及成軟骨分化實(shí)驗(yàn):取P4代的DMEM/LG-hADSC和MAPC-hADSC,均以104/cm2接種于12孔板中。待細(xì)胞長至80﹪匯合時(shí)更換脂肪細(xì)胞誘導(dǎo)培養(yǎng)基或成骨細(xì)胞誘導(dǎo)培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng),每3 d換液1次,連續(xù)培養(yǎng)3周。分化成的脂肪細(xì)胞用油紅染色鑒定,成骨細(xì)胞用茜素紅染色鑒定。誘導(dǎo)細(xì)胞向軟骨細(xì)胞分化時(shí),細(xì)胞以5×105個(gè) /100μl懸滴培養(yǎng) 1d,待細(xì)胞形成懸球,將細(xì)胞球轉(zhuǎn)移至細(xì)菌培養(yǎng)皿中,用軟骨細(xì)胞分化培養(yǎng)基培養(yǎng),每2 d換液,3周后采用4﹪多聚甲醛固定,制備冰凍切片,用甲苯胺藍(lán)染色鑒定。

      脂肪細(xì)胞分化培養(yǎng)基:0.5mmol/L異丁基甲基黃嘌呤、1mmol/L地塞米松、10mmol/L胰島素、200mmol/L吲哚美辛。

      成骨細(xì)胞分化培養(yǎng)基:0.1mmol/L地塞米松、50mmol/L抗壞血酸-2-磷酸、10mmol/L β-磷酸甘油。

      軟骨細(xì)胞分化培養(yǎng)基:6.25 mg/ml胰島素、10 ng/ml轉(zhuǎn)化生長 因 子 β1、50 nmol/L 抗壞血酸-2-磷酸。

      4.MTT細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn):分別將DMEM/LG-hADSC和MAPC-hADSC(P4)接種于96孔板(500個(gè) /孔 /100μl),置于細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng),每2 d換液1次。檢測時(shí),每孔加入10μl MTT,37℃放置4 h后加入100μl三聯(lián)劑,隔天檢測OD值(波長570 nm)。三聯(lián)劑成分:異丙醇5ml,10 M HCl 0.1ml鹽酸,再10﹪SDS定容至100ml。

      5.定量PCR分析:PCR分析所使用的引物均在上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司合成,引物序列見表1。收取DMEM/LG-hADSC和MAPC-hADSC(P4),加入1ml Total RNA 提取試劑,按照說明書進(jìn)行操作。RNA定量后,取1000 ng RNA逆轉(zhuǎn)錄成cDNA,再稀釋至10 ng/μl。定量PCR分析MSC標(biāo)記分子、色素上皮衍生因子(pigment epithelium-derived factor,PEDF)、肝細(xì)胞生長因子(hepatocyte growth factor,HGF)和白細(xì)胞介素-6(interleukin-6,IL-6)的基因表達(dá)水平。

      6.克隆形成率實(shí)驗(yàn):將DMEM/LG-hADSC和MAPC-hADSC(P4)接種于10 cm細(xì)胞培養(yǎng)皿(100個(gè)細(xì)胞/皿),培養(yǎng)10d。然后棄除培養(yǎng)液,4﹪多聚甲醛固定10min,用吉姆薩染色鑒定。

      7.細(xì)胞移植:選取21d日齡的RCS大鼠,分為DMEM/LG-hADSC移植組,MAPC-hADSC移植組,0.9﹪ NaCl注射組和未處理組,每組6只老大鼠。將DMEM/LG-hADSC和MAPC-hADSC(P4)消化成單細(xì)胞懸液,細(xì)胞濃度為3×104個(gè)/μl。移植時(shí),取約3μl的細(xì)胞懸液注射到3W的RCS大鼠視網(wǎng)膜下腔。

      8.TUNEL檢測:細(xì)胞移植3周后,取下RCS大鼠眼球固定并制備成冰凍切片。PBS水化10min,0.25﹪ TritonX-100透膜30min,PBS洗3次,每次5min。用TUNEL試劑染色,37℃溫育 1h,PBS洗 3次,每次 5min;DAPI染色2min,PBS洗3次,每次5min,封片并拍照。

      9.ERG檢測:細(xì)胞移植3周后,對RCS大鼠經(jīng)暗適應(yīng)后在弱紅光下進(jìn)行ERG檢測。未進(jìn)行細(xì)胞移植的RCS大鼠(出生后6周)作為對照。ERG用視覺電生理檢測儀(重慶康華瑞明公司制造)檢測。

      三、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

      采用SigmaStat 3.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,ERG數(shù)據(jù)(b波值)以表示。DMEM/LG-hADSC移植組和MAPC-hADSC移植組兩組間b波值采用兩樣本t檢驗(yàn);基因表達(dá)變化量用ΔΔct法計(jì)算,并用兩樣本t檢驗(yàn)檢測基因表達(dá)倍數(shù)的差異。以P < 0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

      結(jié) 果

      一、MAPC培養(yǎng)條件對于猴BMMSCs細(xì)胞增殖的影響

      猴BMMSCs在DMEM/LG培養(yǎng)至P4,換為MAPC培養(yǎng)條件繼續(xù)培養(yǎng)。在最初MAPC培養(yǎng)條件傳代1-2代時(shí),這些猴BMMSCs形態(tài)變小,部分呈三角形狀,細(xì)胞增殖明顯增加,與BMMSCs培養(yǎng)條件下的猴BMMSCs相比,增加40﹪~50﹪。但這種形態(tài)、增殖性質(zhì)的改變僅維持2代。傳2代后,MAPC培養(yǎng)液培養(yǎng)的猴BMMSCs形態(tài)逐漸呈寬大扁平狀,超過在DMEM/LG標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基培養(yǎng)的相同代數(shù)的BMMSCs的大?。▓D1),提示MAPC培養(yǎng)條件在短期(2代以內(nèi))內(nèi)能提高猴BMMSCs的增殖,2代以后則加速這些BMMSCs的老化。

      二、MAPC培養(yǎng)條件對hADSCs形態(tài)和分化潛能的影響

      在常規(guī)hADSCs的培養(yǎng)基DMEM-LG培養(yǎng)條件下,隨著傳代次數(shù)增加,hADSCs變扁平寬大的細(xì)胞比率增加(圖2);而在MAPC培養(yǎng)條件下,hADSCs連續(xù)傳代至第10代,細(xì)胞形態(tài)仍保持不變(圖2),與DMEM/LG-hADSC一樣,MAPC-hADSC依然具有三系分化的潛能(圖3)。同 DMEM/LG-hADSC相 比,MAPC-hADSC的增殖力在培養(yǎng)的第6天和第8天有顯著性增加(P < 0.05,圖4a),并能形成更多更大的克隆(圖4b、c,第 10 代)。

      表1 引物序列

      圖1 倒置顯微鏡下觀察MAPC培養(yǎng)條件對猴BM-MSC的影響(×100)

      圖2 倒置顯微鏡下觀察MAPC培養(yǎng)條件對hADSC生物特性的影響(×100)

      圖3 倒置顯微鏡下觀察DMEM/LG-hADSC和MAPC-hADSCs的三系分化能力檢測

      三、MAPC培養(yǎng)條件對hADSCs細(xì)胞表面標(biāo)記物表達(dá)的影響

      在MAPC培養(yǎng)條件下,檢測了hADSCs(P4)細(xì)胞表面CD標(biāo)記物的基因表達(dá),與DMEMLG培養(yǎng)條件的相同代數(shù)的細(xì)胞相比,MAPC培養(yǎng)條件對CD44基因表達(dá)沒有顯著性影響,CD140b、CD90、CD47的基因表達(dá)量分別升高了 2.03±0.21 倍、2.13±0.62 倍 和1.74±0.16 倍(P < 0.05)。CD105、CD73的基因表達(dá)量分別下降了 0.13±0.01 倍和0.28±0.09 倍(P < 0.01,圖5a)。同時(shí),MAPC培養(yǎng)條件還影響細(xì)胞因子的基因表達(dá)。PEDF和HGF的基因表達(dá)量分別升高了 4.42±0.53 倍和8.55±2.13 倍(P < 0.01),IL-6的基因表達(dá)量下降了 0.13±0.009倍(P < 0.01)(圖5b、c、d)。同時(shí),MAPC培養(yǎng)條件還能顯著上調(diào)PEDF和HGF的表達(dá)(P < 0.01)、顯著下調(diào)IL-6的表達(dá)(P < 0.01)(圖 5b、c、d)。這些作用提示,MAPC-hADSC具有更好的免疫耐受和更強(qiáng)的組織細(xì)胞營養(yǎng)作用。

      圖4 MAPC培養(yǎng)條件增強(qiáng)hADSC的增殖能力和克隆形成能力

      四、MAPC-hADSC對RCS大鼠視網(wǎng)膜的保護(hù)作用

      在RCS大鼠出生后3周,取MAPC-hADSC進(jìn)行視網(wǎng)膜下腔移植。移植細(xì)胞3周后,用ERG檢查視網(wǎng)膜功能。結(jié)果表明,未接受細(xì)胞移植的對照組RCS大鼠的ERG的b波波幅比正常野生型大鼠(數(shù)據(jù)未顯示)顯著降低,相比之下,接受DMEM/LG-hADSC移植大鼠的b波波幅顯著高于對照組和注射氯化鈉組,而移植MAPC-hADSC 的大鼠b波波幅(239.621±15μV)高于DMEM/LG-hADSC 移 植組(189.4±22μV)(圖6),表明其視覺功能會明顯改善。視網(wǎng)膜組織學(xué)檢查表明,對照組RCS大鼠視網(wǎng)膜外核層(outer nuclear layer,ONL)的厚度明顯變薄,并且外核層中TUNEL陽性細(xì)胞非常顯著地增加。相比之下,在接受MAPC-hADSC和DMEM/LG-hADSC移植的RCS大鼠,視網(wǎng)膜ONL厚度顯著大于對照RCS大鼠和氯化鈉注射組,而且ONL層中TUNEL陽性的凋亡細(xì)胞顯著減少(圖7)。形態(tài)和功能性檢查結(jié)果一致提示相比較于DMEM/LG-hADSC、MAPC-hADSC具有更強(qiáng)的視網(wǎng)膜保護(hù)作用。

      圖5 MAPC培養(yǎng)條件對hADSC表面標(biāo)記物和細(xì)胞因子基因表達(dá)的影響

      圖6 MAPC-hADSC對RCS大鼠視網(wǎng)膜具有更強(qiáng)的保護(hù)作用

      圖7 蔡司正置熒光顯微鏡下觀察hADSC移植抑制RCS大鼠視網(wǎng)膜細(xì)胞的凋亡(×400)

      討 論

      視網(wǎng)膜變性疾病,如AMD、RP等,對人們視力損傷嚴(yán)重且目前缺乏有效治療措施。基于干細(xì)胞的細(xì)胞移植治療為干預(yù)這類疾病提供了新的希望。盡管干細(xì)胞研究時(shí)間尚短,但其快速進(jìn)展已使這種治療開始進(jìn)入臨床試驗(yàn)。相對治療其他組織器官疾病的干細(xì)胞移植治療,眼病,特別是視網(wǎng)膜退行性疾病是干細(xì)胞治療的理想切入點(diǎn)。眼睛是一個(gè)免疫豁免器官、體積?。ㄒ浦菜韫w細(xì)胞數(shù)量較少)、移植可在直視下手術(shù)操作、其治療效果可以通過ERG等功能學(xué)檢測方法進(jìn)行評價(jià)。已有臨床研究證實(shí),移植RPE細(xì)胞能改善視網(wǎng)膜功能[20]。在RCS模型中移植BMMSCs能抑制光感受器細(xì)胞的丟失,保護(hù)視網(wǎng)膜功能[21]。

      本研究中用MAPC培養(yǎng)條件培養(yǎng)猴BMMSCs和hADSCs,希望能獲得可用于臨床的,如治療視網(wǎng)膜變性的供體細(xì)胞。盡管BMMSCs和ADSCs都屬于臨床上常見的ASCs,且兩者具有很多相同的生物學(xué)性質(zhì),但本研究表明,兩者的細(xì)胞生物學(xué)特性還存在很多差異,包括在同樣的MAPC培養(yǎng)液條件下兩者的增殖特性及功能改變等反應(yīng)的顯著不同。在同樣的MAPC培養(yǎng)條件下,猴BMMSCs短期(2代)內(nèi)細(xì)胞增殖能力增強(qiáng),但隨后很快出現(xiàn)老化征象。這樣的變化不僅與hADSCs的反應(yīng)不同,與人BMMSCs的反應(yīng)也截然不同,后者出現(xiàn)內(nèi)皮細(xì)胞樣的表型[17]。推測這種不同反應(yīng)既與兩種細(xì)胞的種屬差異有關(guān),也與組織差異有關(guān)。至少可以說,MAPC培養(yǎng)條件不適合用于猴BMMSCs的擴(kuò)增。

      與BMMSCs相比,體外培養(yǎng)的ADSCs的遺傳學(xué)和形態(tài)學(xué)的穩(wěn)定性可以保持更長時(shí)間[22],也具更高的增殖速率及更低的老化速率[23]。在本研究中的MAPC培養(yǎng)條件下,hADSCs比在常規(guī)的DMEM-LG培養(yǎng)條件下保持了更好的穩(wěn)定性和改善的增殖能力,在連續(xù)傳代至第10代時(shí)細(xì)胞形態(tài)仍保持不變,且依然具有三系分化潛能(圖2D)。同時(shí),MAPC培養(yǎng)條件處理的hADSCs的增殖力在第6天和第8天有顯著性增加(P < 0.05,圖2B),并能形成更多更大的克?。▓D2C)。表明MAPC培養(yǎng)條件能更好地維持ADSCs的體外增殖能力,更適合ADSCs的擴(kuò)增。

      在免疫表型方面,研究也表明ADSCs與BMMSCs有所不同。新鮮分離的ADSCs中,有部分細(xì)胞表達(dá)CD34,而BMMSCs不表達(dá)CD34;反過來,ADSCs不表達(dá)CD106,而BMMSCs則高表達(dá)CD106[24]。更為重要的是ADSCs比BMMSCs具有更強(qiáng)的免疫抑制功能[25]。最近文獻(xiàn)報(bào)道ADSCs在體內(nèi)外都支持血液穩(wěn)態(tài),且活性甚至超過BMMSCs[26],使得ADSCs越來越受到關(guān)注。本研究進(jìn)一步豐富了這方面的認(rèn)識。與常規(guī)ADSCs培養(yǎng)條件相比,MAPC培養(yǎng)條件處理的hADSCs在形態(tài)上沒有明顯變化,但在分子水平,不論是細(xì)胞表面標(biāo)記物還是細(xì)胞因子都發(fā)生了顯著變化,主要表現(xiàn)為CD73和CD105顯著下調(diào)、CD140b、CD90和CD47顯著上調(diào);IL-6表達(dá)顯著下調(diào)、PEDF和HGF表達(dá)顯著上調(diào)。在MSC的CD標(biāo)記物中,CD73在低氧時(shí)對血管滲漏具有重要的作用[27],CD105也是與血管生成密切相關(guān)的低氧誘導(dǎo)蛋白[28]。因此,可以推測:經(jīng)過MAPC培養(yǎng)條件的處理,hADSCs的血管生成能力可能會受到影響,但實(shí)際情形還有待于進(jìn)一步的研究證實(shí)。另一組指標(biāo)中,hADSCs的CD90表達(dá)增高,可能意味著這種細(xì)胞干預(yù)會改善其免疫抑制活性或改善局部免疫平衡。因?yàn)镃D90表達(dá)降低已被證明與免疫抑制活性丟失有關(guān)[29]。而CD47表達(dá)增加則與細(xì)胞吞噬能力降低有關(guān)。有研究表明,在巨噬細(xì)胞通過吞噬作用清除血液中病原菌和損傷的衰老細(xì)胞過程中,細(xì)胞表面的CD47能與巨噬細(xì)胞的受體SIRPa結(jié)合[30],負(fù)調(diào)控吞噬作用,從而抑制正常細(xì)胞的吞噬功能[31]。移植的紅細(xì)胞[32]、淋巴細(xì)胞和骨髓細(xì)胞[33]則因缺乏自主表達(dá)CD47而常會被吞噬,從另一方面證明了CD47可作為“不要吃我(don’t eat me)”信號以確保自體細(xì)胞不被吞噬。整合這些研究報(bào)告和在本研究中MAPC培養(yǎng)條件下hADSCs的CD47表達(dá)明顯上調(diào),支持這種移植細(xì)胞具有更強(qiáng)的對抗被吞噬的能力,從而能理解為什么移植的hADSCs能更好地存活。

      作為ADSCs表達(dá)的主要細(xì)胞因子,在MAPC培養(yǎng)條件下,hADSCs的PEDF和HGF表達(dá)顯著升高、IL-6表達(dá)顯著降低。以往研究表明:PEDF具有多種功能,包括抗血管生成、抗腫瘤和神經(jīng)營養(yǎng)性質(zhì)[34]。人視網(wǎng)膜中PEDF的表達(dá)出現(xiàn)在胚胎早期,表明它在視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞分化中可能起重要作用[35];HGF則作為主要作用于上皮來源細(xì)胞的一種多功能的細(xì)胞因子,調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、運(yùn)動性和形態(tài)發(fā)生。其刺激有絲分裂、細(xì)胞運(yùn)動性和基質(zhì)侵襲的能力使其在的血管生成、腫瘤發(fā)生和組織再生等過程中發(fā)揮重要作用[36]。與PEDF和HGF不同,IL-6更像是一柄雙刃劍,既是促炎性細(xì)胞因子(pro-in flammatory cytokine),又是抗炎性肌細(xì)胞因子(anti-in flammatory myokine)[37]。但由于后者主要見于運(yùn)動中由肌細(xì)胞分泌,在本研究中的變性組織中更合理地理解應(yīng)該是其促炎作用。結(jié)合本實(shí)驗(yàn)中所見,這些研究提示:MAPC培養(yǎng)條件可能會增加hADSCs的免疫抑制活性、抑制炎癥反應(yīng)、并為神經(jīng)細(xì)胞提供營養(yǎng)和保護(hù)作用,因此,移植后,應(yīng)該能在受體組織中很好地存活并保護(hù)受體組織中的神經(jīng)細(xì)胞。

      為在動物模型中證實(shí)MAPC培養(yǎng)條件能改善hADSCs的免疫抑制活性、抑制炎癥反應(yīng)以及保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞的推測,筆者將這些細(xì)胞移植到RCS大鼠視網(wǎng)膜下腔并檢測其存活及對變性的視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞的保護(hù)作用。結(jié)果證明假設(shè)是合理的:不論是形態(tài)學(xué)觀察還是視功能檢測指標(biāo),均顯示移植的hADSCs不僅能在視網(wǎng)膜中很好存活,還具有很強(qiáng)的視網(wǎng)膜保護(hù)作用,不僅ONL厚度明顯增加、TUNEL陽性細(xì)胞顯著減少,而且能客觀反應(yīng)部分視覺功能的ERG檢查的b波波幅也明顯高于對照組。關(guān)于MAPC-hADSC移植治療的作用機(jī)理,筆者推測主要與MAPC-hADSC的旁分泌營養(yǎng)作用及抑制炎癥反應(yīng)有關(guān),至少在初步實(shí)驗(yàn)中未見到明顯的MAPC-hADSC轉(zhuǎn)分化為視網(wǎng)膜細(xì)胞進(jìn)行替代治療的證據(jù)。

      本研究結(jié)果提示,在視網(wǎng)膜神經(jīng)退行性疾病、自身免疫性疾病等疾病的細(xì)胞治療中,MAPC培養(yǎng)條件下的ADSCs有明顯的體外制備和干預(yù)能力的優(yōu)勢,可能會有廣闊的應(yīng)用前景。進(jìn)一步推論,本研究的結(jié)果對通過不同培養(yǎng)條件遴選合適的供體細(xì)胞以應(yīng)對不同的臨床疾病具有一定的指導(dǎo)意義。

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