回輸到體內的干細胞最后去了哪兒?干細胞治療疾病你知多少?

在臨床研究或者臨床治療中 , 常常有回輸干細胞的案例 。 那么 , 干細胞在輸注到人體之后 , 它到底去了哪里呢?人體那么多器官和組織 , 干細胞進入人體后在哪里“安家”呢?“安家”之后又是怎樣發揮疾病治療的作用?
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答案要從“干細胞的歸巢性”說起 。
干細胞自帶“GPS” , 哪缺補哪
當機體遭受損傷時 , 干細胞會自發去向損傷部位 , 這就好比干細胞身上裝上了一個GPS , 能無時無刻的指引它到達目的地——機體損傷后需要修復的部位 。 這種特性叫歸巢性 , 是干細胞安全用于臨床的關鍵 。
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首先 , 干細胞注射進入體內后 , 在血管內與血管內皮細胞發生相互作用 , 由細胞表面的選擇素及其配體發生特異性結合所介導 , 但二者結合較為松弛 , 使得干細胞能夠錨定并沿著內皮滾動 。 而后 , 干細胞通過其表面表達的黏附分子與血管內皮細胞呈遞的黏附配體結合 , 二者結合較為牢固 , 就好比干細胞走在滾動的流水線上一樣 , 不停的向前移動 。
而后 , 機體會激活許多的細胞因子與趨化因子 , 如血小板衍生生長因子α、胰島素生長因子-1、CXCL12和其他趨化因子 。 干細胞可變地表達多種其他趨化因子受體 , 這種表達譜在決定干細胞將遷移到哪些組織中可能是重要的 。 例如 , 在股骨缺損模型中 , 轉化生長因子-β(TGF-β)-3能夠增加內源性骨髓間充質干細胞向股骨頭的遷移 , 從而增加骨體積和骨密度 。
然后 , 當達到損傷部位的血管時 , 干細胞會牢牢的附著于該部位的內皮細胞表面而不再發生移動 , 細胞表面整合素構象的改變促進了這一過程 。 間充質干細胞本身也可表達血管細胞黏附分子和細胞間黏附分子而使其附著性增加 。
最后 , 干細胞要穿過血管到達受損組織中去發揮其功能 。 例如間充質干細胞為穿透內皮細胞基底膜而表達CXCL12、c-kit配體以及分泌組織蛋白酶和基質金屬蛋白酶等 。 這些成分在間充質干細胞的組織侵襲中起重要作用 。
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圖片來自文獻[1]
提高歸巢效率 , 讓治療效果最大化
干細胞的歸巢性對其在臨床上的療效起到至關重要的作用 , 然而常常遇到干細胞歸巢效率低下的問題 , 近年來科學家們對此展開了大量的研究 , 以提高歸巢率實現提高療效與減少副作用 。 為了提高干細胞的歸巢效率 , 科學家提出了幾種方法 。
1.基因改造 , 可通過病毒轉導使干細胞過表達歸巢因子 , 如趨化因子(CXCR4)或粘附受體(VLA-4)等 , 從而使得干細胞歸巢效率提升 。 發表于《卒中》的一篇文章顯示[2] , 對大鼠間充質干細胞進行基因修飾后 , 使其過表達整合素α4 , 可促進干細胞向頸動脈注射后的腦栓塞部位遷移 。
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圖片來自文獻[2]
2.磁引導技術 , 科學家還想到利用磁場引導干細胞到達特定損傷部位 , 用磁性顆粒標記的干細胞利用外部磁場被引導到損傷部位 。 Arbab等人[3] , 用氧化鐵(Fe2O3)顆粒標記間充質干細胞靜脈注射大鼠 , 以是否在肝臟上方放置外部磁鐵的大鼠分為試驗組和對照組 。 戴上外磁鐵的大鼠在給藥15天后肝臟中標記的干細胞數量大約是對照組的2倍 。 在沒有戴磁鐵的大鼠中 , MSCs主要分布在門脈系統周圍 , 但在戴磁鐵的大鼠中 , MSCs滲透到更深的肝實質中 。
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