间充质干细胞如何通过特性调节免疫性功能？

间充质干细胞(MSC) 是一种多能细胞，可分化为基质谱系细胞。间充质干细胞(MSC) 是骨髓 (BM-MSC)、脂肪组织、肝脏、羊水、胚胎胎盘、脐带血和其他组织中的一组非造血细胞。骨髓间充质干细胞能够抑制与GVHD病理生理学有关的大多数免疫细胞的激活和功能。

间充质干细胞通过广泛的免疫抑制和免疫调节作用抑制适应性免疫细胞的增殖和功能，本文介绍了间充质干细胞如何调节免疫性功能。

间充质干细胞的免疫抑制特性

间充质干细胞抑制免疫细胞活性的能力是由炎症环境所致。

间充质干细胞的免疫抑制特性。受损组织总是伴随着免疫细胞和间充质干细胞的浸润。炎症会触发间充质干细胞中产生高水平的趋化因子和粘附分子，包括 CXCR3 配体、CCR5 配体、ICAM-1 和 VCAM-1。

这些分子会诱导与间充质干细胞紧密相关的免疫细胞的积累，因此高浓度的 NO（在小鼠 MSCs 中）或色氨酸的消耗（在人类 MSCs 中）会导致免疫细胞的抑制。其他免疫抑制因子，如 IL-10、TSG6、IL-6、LIF、PGE2、HO-1 和截短的 CCL2 也可能影响免疫细胞的活化、增殖和功能

它们的协同作用导致免疫细胞在 间充质干细胞附近聚集，从而构建了一个微环境，在该微环境中，间充质干细胞 产生的局部作用因子的作用被放大，导致强大的免疫抑制。

间充质干细胞如何通过特性调节免疫性功能

间充质干细胞与受损组织之间的沟通

由于间充质干细胞具有广泛的组织分布、多能分化能力以及在临床前和临床研究中已证实的效果，因此人们认为间充质干细胞在修复受损组织中起着关键作用。

MSCs 的组织修复特性。在受损组织部位受到不同炎症细胞因子的刺激下，新移入的间充质干细胞会释放大量生长因子，包括 EGF、FGF、PDGF、TGF- β、VEGF、HGF、Ang-1、KGF、SDF-1、IGF-1 等。

这些生长因子协调内皮细胞、成纤维细胞以及干细胞，通过增强血管生成、抑制白细胞迁移和引发内在祖细胞/干细胞分化来促进组织再生和修复

组织损伤总是与免疫/炎症细胞的激活有关，不仅是巨噬细胞和中性粒细胞，还有适应性免疫细胞，包括 CD4⁺T细胞、CD8⁺T细胞和B细胞，这些细胞由凋亡细胞、坏死细胞、受损微血管和基质中的因素募集。

因此，这些炎症分子和免疫细胞与内皮细胞和成纤维细胞一起，协调微环境的变化，导致间充质干细胞动员和分化为基质和/或替代受损组织细胞。

在组织修复过程中，间充质干细胞和受损组织之间存在复杂的相互作用。间充质干细胞产生的大量旁分泌因子可刺激组织驻留祖细胞或其他相关细胞启动组织修复，这或许可以解释间充质干细胞对组织修复的显著有益作用，即使在没有局部间充质干细胞植入的情况下也是如此。

间充质干细胞与炎症微环境

除了间充质干细胞在炎症微环境的修复功能外，越来越多的证据表明间充质干细胞具有强大的免疫调节特性。间充质干细胞通过抑制 MHC II 类、CD1- α、CD40、CD80 和 CD86 的表达，以及抑制促炎性细胞因子的产生，使树突状细胞 (DC) 保持在未成熟状态。

体外和体内研究中，间充质干细胞诱导分泌 IL-10 的巨噬细胞。除了树突状细胞和巨噬细胞外，间充质干细胞还可以通过可溶性因子抑制 NK 细胞。在人类细胞中观察到了类似的结果，即间充质干细胞抑制 IL-2 或 IL-15 驱动的 NK 细胞增殖。

适应性免疫反应中，已知间充质干细胞可以抑制由多种刺激引发的 T 细胞增殖、下调 IFN- γ产生并诱导 Tr1 细胞和 Foxp3 ⁺调节性T细胞。

未来展望

基于间充质干细胞分化的修复是否足以治疗疾病，或者间充质干细胞产生的改变组织微环境并导致恢复的因子是否本质上如此。预计未来几年科学家将继续努力阐明间充质干细胞的确切作用、其修复和免疫调节功能，以及赋予和控制其在疾病治疗中的临床疗效的机制。

参考资料：Ma, S., Xie, N., Li, W., et al. Immunobiology of mesenchymal stem cells. Cell Death Differ 21, 216–225 (2014). https://doi.org/10.1038/cdd.2013.158

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