間充質(zhì)干細(xì)胞治療腸缺血再灌注損傷的研究進(jìn)展

徐蘊(yùn)馨，王清秀，2

(1.南京醫(yī)科大學(xué)上海東方臨床醫(yī)學(xué)院，南京 211166；2.同濟(jì)大學(xué)附屬東方醫(yī)院麻醉科，上海 200120)

缺血再灌注損傷(ischemia-reperfusion, I/R)是臨床上許多疾病共同的病理生理過(guò)程，是由組織或器官血供減少乃致中斷，隨后缺血部位重獲血供產(chǎn)生的損傷，再灌注不但無(wú)法恢復(fù)原有部位組織或器官的結(jié)構(gòu)與功能，而且會(huì)加劇損傷[1-2]。胃腸道對(duì)I/R損傷高度敏感，即使是短暫缺血，局部黏膜組織也會(huì)發(fā)生實(shí)質(zhì)性損傷。休克、腹部外傷、腸梗阻、器官移植、體外循環(huán)等應(yīng)激狀態(tài)均可導(dǎo)致腸I/R損傷[3-4]。腸I/R損傷致病因子多樣，機(jī)制復(fù)雜，發(fā)病率、病死率逐年上升，目前臨床仍缺乏有效的治療手段和藥物。

近年來(lái)，干細(xì)胞治療技術(shù)快速發(fā)展。有研究表明，間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells, MSCs)在缺血性腸疾病中具有抗炎、免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、血管再生、改善組織灌注、增強(qiáng)腸黏膜恢復(fù)能力、減少細(xì)菌從管腔轉(zhuǎn)移到循環(huán)系統(tǒng)等作用[5]。本文對(duì)MSCs治療腸I/R損傷的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 腸I/R損傷的發(fā)病機(jī)制

腸I/R損傷的發(fā)病機(jī)制十分復(fù)雜，涉及腸黏膜上皮細(xì)胞內(nèi)活性氧(reactive oxygen species, ROS)累積、Ca2+超載、線粒體損傷、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡、微小RNA(microRNA，miRNA)的表達(dá)變化，且各機(jī)制間存在交互作用[6-8]。

缺血性腸損傷的初始階段包括缺氧和對(duì)正常腸上皮黏膜屏障功能的破壞。雖然腸細(xì)胞可抵抗短暫的缺氧，但是長(zhǎng)期的血液供應(yīng)障礙會(huì)導(dǎo)致不可逆的細(xì)胞死亡。瀕死的腸上皮細(xì)胞釋放細(xì)胞內(nèi)容物到細(xì)胞外基質(zhì)中，與免疫細(xì)胞結(jié)合，引發(fā)炎癥反應(yīng)。這些細(xì)胞成分被稱(chēng)為損傷相關(guān)分子模式(damage associated molecular patterns, DAMPs)，包括核酸、熱休克蛋白等[9]。缺氧也會(huì)誘導(dǎo)黏膜層上皮細(xì)胞之間的緊密連接的破壞[1]。黏膜屏障功能被破壞，微生物及其產(chǎn)物-即病原體相關(guān)分子模式(pathogen-associated molecular patterns, PAMPs)，從管腔轉(zhuǎn)移到固有層，引發(fā)炎癥反應(yīng)。

通過(guò)手術(shù)、血管旁路移植術(shù)或藥物溶栓重建血流，再灌注時(shí)胞內(nèi)Ca2+超載、產(chǎn)生ROS會(huì)進(jìn)一步加重缺血腸的損傷。線粒體Ca2+單向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(mitochondrial calcium uniporter, MCU)驅(qū)動(dòng)Ca2+進(jìn)入線粒體基質(zhì)以調(diào)節(jié)胞質(zhì)內(nèi)的Ca2+濃度，線粒體中Ca2+濃度增加會(huì)影響ATP的合成，并觸發(fā)線粒體通透性轉(zhuǎn)運(yùn)孔(mitochondrial permeability transition pore, MPTP)的開(kāi)放，導(dǎo)致線粒體結(jié)構(gòu)和功能障礙，最終引起細(xì)胞凋亡[10-11]。再灌注階段，線粒體電子傳遞鏈損傷、花生四烯酸級(jí)聯(lián)反應(yīng)、中性粒細(xì)胞呼吸爆發(fā)等會(huì)產(chǎn)生大量ROS,超過(guò)機(jī)體抗氧化和清除能力，造成細(xì)胞損傷，這一病理過(guò)程，也被稱(chēng)為氧化應(yīng)激[12]。ROS能改變信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)因子、使腸黏膜脂質(zhì)過(guò)氧化、使酶變性失活、DNA等，最終引發(fā)細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙，進(jìn)一步破壞腸道屏障，擴(kuò)大炎癥反應(yīng)。研究表明，miRNA被認(rèn)為是氧化應(yīng)激相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的潛在靶標(biāo)，這些信號(hào)被稱(chēng)為氧化應(yīng)激反應(yīng)性miRNA。細(xì)胞內(nèi)ROS增加可以抑制或誘導(dǎo)miRNA的表達(dá)水平，從而通過(guò)調(diào)節(jié)其靶基因產(chǎn)生后續(xù)的生物學(xué)效應(yīng)[13]。

腸道I/R損傷主要涉及炎癥和血栓級(jí)聯(lián)反應(yīng)的激活。腸上皮的I/R損傷導(dǎo)致固有層內(nèi)PAMPs和DAMPs積累。當(dāng)DAMPs與細(xì)胞表面Toll樣受體(Toll like receptor, TLR)結(jié)合時(shí)，激活轉(zhuǎn)錄因子如核因子κB(nuclear factor κB, NF-κB)以促進(jìn)上調(diào)參與激活先天免疫反應(yīng)的蛋白質(zhì)，引發(fā)炎癥反應(yīng)并激活巨噬細(xì)胞、樹(shù)突細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞以動(dòng)員補(bǔ)體級(jí)聯(lián)反應(yīng)[14]。激活的白細(xì)胞滾動(dòng)、黏附、滲出，并通過(guò)釋放ROS、酶、化學(xué)介質(zhì)等毒性物質(zhì)造成細(xì)胞功能障礙、水腫，直至細(xì)胞死亡、組織受損；內(nèi)皮細(xì)胞被激活，觸發(fā)黏附分子表達(dá)和釋放細(xì)胞因子到細(xì)胞表面或胞外，進(jìn)一步促進(jìn)炎性反應(yīng)和凝血反應(yīng)。白細(xì)胞-內(nèi)皮聚集、血小板-白細(xì)胞聚集和組織中的液體積聚導(dǎo)致“無(wú)再流”現(xiàn)象，即使恢復(fù)血流供應(yīng)仍然得不到灌注，導(dǎo)致持續(xù)的器官功能障礙[1]。

I/R損傷會(huì)損害腸道免疫防御并誘導(dǎo)內(nèi)皮和上皮細(xì)胞功能障礙，導(dǎo)致內(nèi)皮和上皮完整性破壞，腸內(nèi)皮細(xì)胞受損加重微循環(huán)障礙，微血管通透性增加，腸組織水腫，腸上皮細(xì)胞的凋亡和細(xì)胞旁緊密連接的破壞將進(jìn)一步促使腸黏膜屏障功能受損，細(xì)菌移位、大量?jī)?nèi)毒素釋放入血，引起全身炎癥反應(yīng)綜合征和多器官功能障礙，嚴(yán)重者發(fā)展為多器官功能衰竭[15]。

2 MSCs治療腸I/R損傷的機(jī)制

MSCs是一類(lèi)起源于中胚層的成體干細(xì)胞,具有自我更新及多向分化潛能,可分化為多種間質(zhì)組織,如骨骼、軟骨、脂肪、骨髓造血組織等，并具有獨(dú)特的細(xì)胞因子分泌功能。MSCs根據(jù)來(lái)源可分為骨髓來(lái)源間充質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)、脂肪組織來(lái)源間充質(zhì)干細(xì)胞(adipose tissue-derived mesenchymal stromal cells, ADMSCs)和圍產(chǎn)期組織(臍帶、羊膜、胎盤(pán)、Wharton’s jelly組織等)來(lái)源間充質(zhì)干細(xì)胞。MSCs治療腸I/R損傷的機(jī)制尚未完全闡明，很可能是通過(guò)以下途徑中的一種或多種實(shí)現(xiàn)的[16]：(1)歸巢、定植和分化；(2)抗炎介質(zhì)、外泌體、miRNA和/或細(xì)胞因子的旁分泌釋放；(3)細(xì)胞融合。

2.1 歸巢、定植和分化

2009年，Karp等[17]建議將“MSCs歸巢”定義為，MSCs在目標(biāo)組織的脈管系統(tǒng)里被捕獲，隨后跨越血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移至目標(biāo)組織的過(guò)程。當(dāng)組織器官缺血、缺氧致?lián)p傷時(shí)，該損傷部位可能會(huì)表達(dá)特定的受體如炎性介質(zhì)、趨化因子等配體，促進(jìn)MSCs向著目標(biāo)組織定向運(yùn)輸、黏附和浸潤(rùn)。Brittan等[18]發(fā)現(xiàn)，BMSCs在輻射引起組織損傷的情況下，遷移到腸固有層并分化為肌成纖維細(xì)胞，有助于腸組織再生。Zani等[19]發(fā)現(xiàn)，移植的MSCs可以通過(guò)歸巢定植入受損組織并分化為受損細(xì)胞的表型來(lái)直接促進(jìn)修復(fù)，或與腸道干細(xì)胞(intestinal stem cells, ISCs)相互作用，上調(diào)Wnt(wingless/integrated)/β-連環(huán)蛋白(β-catenin)通路，促進(jìn)腸上皮的自動(dòng)再生，維持腸黏膜形態(tài)的完整性和降低黏膜通透性。MSCs的歸巢、定植和分化是MSCs治療腸I/R的重要機(jī)制。

2.2 旁分泌

MSCs的治療作用大多是通過(guò)旁分泌機(jī)制起效的。I/R時(shí)受損的腸道會(huì)釋放促炎信號(hào)，激活MSCs以釋放有益因子，這些因子會(huì)以旁分泌的方式發(fā)揮作用，治療腸I/R損傷。旁分泌有多種不同的作用方式[20]：(1)分泌可溶性因子(細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子、激素等)；(2)細(xì)胞間的相互作用，涉及在細(xì)胞間形成隧道納米管(tunneling nanotube, TNT)；(3)分泌含有蛋白質(zhì)和RNA的囊泡。旁分泌作用可以解釋許多作用機(jī)制，包括免疫調(diào)節(jié)、抗炎、組織修復(fù)、血管再生和抗氧化性等。

2.2.1 免疫調(diào)節(jié)和抗炎特性 腸I/R時(shí)，缺血缺氧產(chǎn)生炎癥因子，激活白細(xì)胞-內(nèi)皮黏附相互作用，白細(xì)胞浸潤(rùn)組織，引起微循環(huán)障礙，進(jìn)一步促使黏膜細(xì)胞釋放炎癥因子，級(jí)聯(lián)放大炎癥反應(yīng)，加劇損傷。研究表明，I/R后腸功能器質(zhì)性和功能性損傷程度與炎癥因子和免疫細(xì)胞水平密切相關(guān)，因此通過(guò)調(diào)控炎癥因子和免疫細(xì)胞，可以有效減輕炎癥損傷[21]。MSCs通過(guò)增加抗炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生和減少炎癥介質(zhì)的合成，可減少細(xì)胞因子介導(dǎo)的對(duì)腸上皮屏障的損害，最大限度地減少細(xì)菌易位，降低敗血癥的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)；通過(guò)釋放各種旁分泌介質(zhì)及與免疫細(xì)胞的直接相互作用，抑制固有免疫和適應(yīng)性免疫，以促進(jìn)組織結(jié)構(gòu)的恢復(fù)和再生[22]。Inan等[23]發(fā)現(xiàn)，在Sprague Dawley(SD)大鼠腸I/R模型中，靜脈注射BMSCs和通過(guò)腸壁局部給藥至黏膜下區(qū)域，均可觀察到BMSCs有效地遷移并定居到受損的腸道組織上，可抑制促炎細(xì)胞因子如白細(xì)胞介素-1β(interleukin-1β，IL-1β)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1(transforming growth factor-β1, TGF-β1)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)、白細(xì)胞介素-6(interleukin-6，IL-6)等的表達(dá)，增加抗炎細(xì)胞因子前列腺素受體EP3亞型和白細(xì)胞介素1受體拮抗劑(interleukin-1 receptor antagonist, IL-1Ra)的表達(dá)，減輕炎癥損傷，在形態(tài)學(xué)上，全身給藥療效似乎不如局部給藥顯著，但從生化角度分析，全身給藥似乎更有效。Koike等[24]通過(guò)向SD大鼠腸I/R模型靜脈注射羊水來(lái)源間充質(zhì)干細(xì)胞(amniotic fluid-derived stem cells, AFSCs)后發(fā)現(xiàn),AFSCs會(huì)遷移并優(yōu)先定居至I/R損傷區(qū)域，主要是回腸末端，通過(guò)分泌腫瘤壞死因子-α刺激基因-6(tumor necrosis factor-α stimulated gene 6,TSG-6)蛋白，減少中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)、減少氧化應(yīng)激、降低炎癥標(biāo)志物IL-6和TNF-α表達(dá)、調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極性、影響參與傷口損傷和愈合的基因等保護(hù)作用，減少I(mǎi)/R引起的腸道損傷。

近年來(lái)，MSCs來(lái)源的外泌體(mesenchymal stem cells-derived exosome, MSCs-Exo)成為了研究熱點(diǎn)。MSCs-Exo是一種直徑為30～150 nm的細(xì)胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)，起源于多種細(xì)胞類(lèi)型，包含來(lái)自原始細(xì)胞的核酸、代謝物、蛋白質(zhì)等，并將內(nèi)容物通過(guò)內(nèi)吞、配體-受體和質(zhì)膜融合等方式釋放進(jìn)其他細(xì)胞，介導(dǎo)細(xì)胞間通訊并影響受體細(xì)胞的生理和病理狀況[25]。與細(xì)胞療法相比，MSCs-Exo可降低免疫原性和致癌潛力，并且具有出色的生物相容性，可用于遞送其生物活性成分。因此，MSCs-Exo可能成為MSCs移植的有前景的無(wú)細(xì)胞替代方案。巨噬細(xì)胞作為抗原提呈細(xì)胞，是固有免疫的重要組成細(xì)胞。研究表明，MSCs-Exo可促進(jìn)M1型促炎巨噬細(xì)胞表型向M2型抗炎巨噬細(xì)胞表型極化，并增加抗炎細(xì)胞因子和趨化因子，調(diào)節(jié)免疫和炎癥反應(yīng)[26]。TLR是固有免疫系統(tǒng)的重要傳感器分子，它的激活引起炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致組織損傷。Liu等[27]研究發(fā)現(xiàn)，MSCs通過(guò)外泌體下調(diào)Toll樣受體4(Toll like receptor 4, TLR4)/NF-κB信號(hào)通路傳導(dǎo)，降低TNF-α、IL-1β和IL-6的表達(dá)，減輕組織炎癥損傷，下調(diào)凋亡級(jí)聯(lián)反應(yīng)中關(guān)鍵蛋白酶含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶-3(cysteinyl aspartate specific proteinase-3, caspase-3)，減少細(xì)胞凋亡，穩(wěn)定肺泡和上皮細(xì)胞，從而減輕由腸道I/R引發(fā)的急性肺損傷等多器官功能障礙綜合征。

2.2.2 組織修復(fù)和血管再生 MSCs可旁分泌多種生物活性因子，如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)、胰島素樣生長(zhǎng)因子、TGF-β、肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子等促進(jìn)血管生成、抑制細(xì)胞凋亡、改變凝血級(jí)聯(lián)反應(yīng)、減少腸道損傷、改善腸道屏障功能、增強(qiáng)腸細(xì)胞增殖并修復(fù)壞死組織[28]。Jensen等[29]的研究表明，對(duì)C57Bl6J小鼠腸I/R模型腹腔注射ADMSCs，減少了I/R對(duì)腸黏膜、緊密連接蛋白如claudin-1和組織學(xué)結(jié)構(gòu)的破壞，減輕了腸道局部和全身的炎癥反應(yīng)，改善了腸系膜灌注，提高了小鼠7 d存活率。Jensen等[30]在C57BL/6J小鼠腸I/R模型中，發(fā)現(xiàn)腹腔注射臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞，可上調(diào)VEGF和血管生成素-2的表達(dá)，促進(jìn)血管生成，改善腸系膜灌注，防止腸黏膜損傷，促進(jìn)腸上皮屏障修復(fù)，增加抗炎細(xì)胞因子如IL-9、IL-10和趨化因子干擾素誘導(dǎo)蛋白-10(interferon inducible protein-10, IP-10)的表達(dá)，抑制促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生，限制炎癥反應(yīng)；并觀察到敲除內(nèi)皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase, eNOS)基因后，削弱了臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)腸系膜灌注的改善和對(duì)腸道結(jié)構(gòu)的保護(hù)作用，表明這些治療作用可能是通過(guò)eNOS依賴(lài)性途徑介導(dǎo)的。MSCs已被證明可以改善腸系膜灌注，但究竟是因?yàn)槟c系膜血管舒張導(dǎo)致血流量改善還是由于血壓和心輸出量等全身參數(shù)改善所致，Te等[31]對(duì)此進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)腸道缺血缺氧時(shí)，受損的腸細(xì)胞會(huì)釋放炎癥介質(zhì)，激活MSCs旁分泌硫化氫(H2S)這一氣體遞質(zhì)，H2S通過(guò)eNOS依賴(lài)性作用促進(jìn)腸系膜小動(dòng)脈的舒張，改善灌注，并且MSCs可以降低腸系膜血管中抵抗素與脂聯(lián)素的比率，這兩種激素的比例與eNOS相關(guān)，也可能是炎癥的一個(gè)重要參數(shù)。Markel等[32]進(jìn)行了一項(xiàng)研究，觀察基因修飾MSCs使得產(chǎn)生更多內(nèi)源性H2S能否提高療效，發(fā)現(xiàn)：MSCs中，H2S主要由胱硫醚β-合酶、胱硫醚γ裂解酶和3-巰基丙酮酸硫轉(zhuǎn)移酶這三種酶產(chǎn)生，同時(shí)這些酶在壓力刺激下也負(fù)責(zé)產(chǎn)生其他旁分泌介質(zhì)如一些關(guān)鍵的細(xì)胞因子和趨化因子，因此，這一治療干預(yù)可能會(huì)影響其他旁分泌介質(zhì)，改變所需的有益效果。

2.2.3 抗氧化特性 正常細(xì)胞代謝過(guò)程中，產(chǎn)生的內(nèi)源性抗氧化物能夠及時(shí)清除體內(nèi)的自由基和過(guò)氧化物，使組織細(xì)胞免受損傷。再灌注階段產(chǎn)生大量ROS，超過(guò)機(jī)體抗氧化和清除能力，造成細(xì)胞損傷。再灌注誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激在I/R中起重要作用[12]。MSCs可以通過(guò)清除自由基、將功能性線粒體捐贈(zèng)給受損細(xì)胞直接或間接表達(dá)抗氧化特性通過(guò)上調(diào)抗氧化酶增強(qiáng)宿主組織的抗氧化防御能力、免疫抑制特性避免ROS產(chǎn)生、調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、增強(qiáng)細(xì)胞呼吸和線粒體功能，減少氧化損傷[33]。MSCs可以增加腸I/R損傷后小腸組織的抗氧化能力：MSCs通過(guò)歸巢遷移至再灌注小腸，在受損組織中定居，通過(guò)對(duì)超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶的活性產(chǎn)生積極影響，增加腸道的抗氧化能力，降低體內(nèi)脂質(zhì)過(guò)氧化指標(biāo)丙二醛的水平，減少氧化應(yīng)激；通過(guò)清除氧自由基，抑制促炎細(xì)胞因子，增加抗炎細(xì)胞因子的表達(dá)，減弱炎癥反應(yīng)；減少細(xì)胞損傷，促進(jìn)細(xì)胞增殖和血管再生，對(duì)受損組織有治療作用[23]。

2.3 細(xì)胞融合

細(xì)胞融合是指來(lái)自不同譜系的2個(gè)細(xì)胞的質(zhì)膜融合在一起，同時(shí)保留核的形態(tài)，是細(xì)胞間通信的一種形式。在特定條件下，部分細(xì)胞融合涉及細(xì)胞間直接而短暫的亞細(xì)胞細(xì)胞器(如線粒體)和蛋白質(zhì)復(fù)合物的交換；若是永久的融合，細(xì)胞質(zhì)成分和細(xì)胞器在這些細(xì)胞之間共享[34]。迄今為止，多項(xiàng)研究[35-37]表明，MSCs與心肌細(xì)胞、神經(jīng)元和肝細(xì)胞存在融合反應(yīng)，產(chǎn)生可以同時(shí)表達(dá)前體細(xì)胞和分化細(xì)胞特異性標(biāo)記的雜交多核細(xì)胞。研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞間連接的長(zhǎng)度與傳遞線粒體的數(shù)量成反比：細(xì)胞間距離的延長(zhǎng)導(dǎo)致傳遞線粒體的數(shù)量減少，因此，細(xì)胞融合會(huì)導(dǎo)致大量線粒體遞送至受體細(xì)胞中[38]。已經(jīng)證實(shí)，MSCs的修復(fù)功能部分由線粒體轉(zhuǎn)移介導(dǎo)，線粒體從MSCs轉(zhuǎn)移到受損細(xì)胞，可以改善氧化磷酸化，增加三磷酸腺苷(adenosine triphosphate, ATP)產(chǎn)生，恢復(fù)線粒體功能，挽救受損細(xì)胞免于凋亡，修復(fù)細(xì)胞和組織的功能[39]。細(xì)胞融合在正常情況下是罕見(jiàn)的，啟動(dòng)細(xì)胞融合事件的因素仍在研究中，目前已知缺氧誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡、炎癥或照射，都可以刺激MSCs與組織內(nèi)分化的常駐細(xì)胞之間異位融合的頻率增加，因而增強(qiáng)了線粒體轉(zhuǎn)移和組織修復(fù)，同時(shí)再生組織中檢測(cè)到的異核體增多[40]。已有研究[41]證明BMSCs和腸上皮細(xì)胞之間的融合事件。細(xì)胞融合在MSCs介導(dǎo)的腸道保護(hù)中的治療效果有待進(jìn)一步研究。

3 提高M(jìn)SCs治療效果

隨著對(duì)MSCs研究的深入，對(duì)其在以下幾個(gè)方面進(jìn)行改造，可以提高療效[42]：(1)通過(guò)病毒轉(zhuǎn)染或CRISPR/Cas9(clustered regularly interspaced short palindromic repeats/CRISPR associated 9)技術(shù)對(duì)MSCs進(jìn)行基因改造，使MSCs具有更強(qiáng)的歸巢效能或擴(kuò)增能力。Kong等[43]的研究發(fā)現(xiàn)，用IL-37基因修飾的MSCs，對(duì)比單純移植的MSCs，能夠更有效地改善I/R后腸屏障功能和受損組織的微環(huán)境，降低NLRP3(NLR family, pyrin domain containing 3)炎癥小體和下游級(jí)聯(lián)蛋白合成，抑制其介導(dǎo)的促炎信號(hào)通路，降低局部和全身炎癥反應(yīng)。(2)用小分子、缺氧或生物材料的結(jié)構(gòu)刺激來(lái)啟動(dòng)MSCs，以改善MSC的功能、存活和治療效果。Liu等[44]的研究發(fā)現(xiàn)，預(yù)處理IL-1β可通過(guò)激活環(huán)氧合酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)-前列腺素E2(prostaglandin E2, PGE2)信號(hào)軸啟動(dòng)ADMSCs并增強(qiáng)ADMSCs的旁分泌功能，活化的ADMSCs在體內(nèi)調(diào)節(jié)與中性白細(xì)胞趨化性、炎癥反應(yīng)、防御反應(yīng)等相關(guān)的基因的表達(dá)，并抑制NF-κB p65，絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)-細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶1/2(ERK1/2)和磷酸肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol 3 kinase, PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B, PKB/Akt)途徑，減少細(xì)胞凋亡和抑制炎癥，顯著增強(qiáng)對(duì)小鼠腸道I/R損傷的修復(fù)作用，增強(qiáng)了ADMSCs的治療效果。Yan等[45]發(fā)現(xiàn)，小鼠腸I/R后，給予可高效表達(dá)血紅素加氧酶-1(HO-1)的BMSCs，可比單純移植BMSCs在提高存活率、減輕腸損傷方面有更顯著的改善，并能更有效地抑制炎癥反應(yīng)。(3)通過(guò)為MSCs黏附提供支架來(lái)提高M(jìn)SCs的存活和功能的生物材料策略，包括對(duì)生物材料的維度、剛度、表面化學(xué)和微觀結(jié)構(gòu)的修改。BMSCs通常使用細(xì)胞外基質(zhì)支架運(yùn)送到移植部位?，F(xiàn)研究熱點(diǎn)是研發(fā)合成聚合物支架，合成聚合物是高度可調(diào)、均質(zhì)且無(wú)細(xì)胞的材料，具有高批次一致性，以多孔水凝膠、海綿、平板或膜的形式存在，但其獨(dú)特的性質(zhì)可能對(duì)MSCs功能產(chǎn)生不同的影響[46]。(4)利用MSCs分泌組如分泌蛋白、EVs等作為藥物輸送平臺(tái)進(jìn)行治療。MSCs-EVs的特性包括循環(huán)穩(wěn)定性、良好的生物相容性、低毒性和免疫原性，已有研究證明，MSC-EVs在多種疾病中具有與MSCs相同甚至更好的治療效果[47]。

4 展 望

腸I/R損傷是一個(gè)復(fù)雜的多因素緊密聯(lián)系、相互影響、交互作用所產(chǎn)生的病理生理過(guò)程。目前，針對(duì)腸I/R損傷的傳統(tǒng)經(jīng)典療法，主要以預(yù)防和對(duì)癥處理為主，缺乏更理想高效的治療方法。MSCs在腸I/R損傷中的應(yīng)用有著十分廣闊的前景。大量研究已經(jīng)證明，MSCs在免疫調(diào)節(jié)、抗炎、組織修復(fù)、血管再生、改善灌注和抗氧化應(yīng)激等方面有著強(qiáng)大的治療作用。將MSCs應(yīng)用于臨床，也面臨著許多挑戰(zhàn)：不同來(lái)源(如骨髓、脂肪組織、臍帶或肌肉)分離的MSCs有著不同的的分化潛力和不同程度的穩(wěn)定性；不同培養(yǎng)條件下MSCs的增殖能力水平不同；不同給藥途徑(局部/全身)、注射部位、輸注時(shí)間和細(xì)胞載體材料等因素會(huì)對(duì)MSCs的歸巢或遷移能力造成影響。隨著研究深入，研究熱點(diǎn)開(kāi)始從單純使用MSCs轉(zhuǎn)向?qū)SCs進(jìn)行可塑性研究如基因修飾、預(yù)處理，與藥物或化學(xué)物聯(lián)合使用，使用無(wú)細(xì)胞療法MSCs-Exo等，以期打破MSCs應(yīng)用時(shí)的一些限制條件和缺點(diǎn)的制約，并提高療效。盡管MSCs應(yīng)用于腸I/R損傷尚處于基礎(chǔ)研究階段，但卻給腸I/R損傷的治療提供了新思路。