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间充质干细胞的免疫抑制功能需要可溶性细胞因子的预先刺激) R7 p9 s( W R+ \# n1 t0 a0 e
06年的Stem Cell【5】和07年的Cell Stem Cell【6】分别证实:MSC介导的免疫抑制作用需要免疫细胞预先分泌促炎性因子干扰素伽玛(IFNγ)(亦可随机辅以TNFα,IL-1α或IL-1β)。翌年, European Journal of Immunology【7】跟进验证:体内模型也是如此——T细胞IFNγ表达缺陷的GVHD患者对MSC无应答,且移植前用IFNγ处理MSC,可提高其五倍的抑制活性。+ {) m7 Z0 d9 g/ ? \+ W
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间充质干细胞的免疫抑制作用由可溶性因子介导7 Q5 p. l# M3 x
这些因子中吲哚胺加双氧酶(IDO)无疑最为惹眼【8,9】。在IFNγ刺激下,IDO代谢色氨酸产生犬尿氨酸,引发局部色氨酸缺乏并导致代谢产物的积累,而色氨酸的异化代谢与T&NK细胞增殖密切相关。正常情况下MSC支持B细胞生长,但是在炎性环境中(IFNγ存在的时候),便抑制B细胞生长——IDO的影响主要是通过消耗色氨酸生成犬尿氨酸而非通过色氨酸缺失【10】。然而也有研究【11】表明同时缺乏IFNγ受体1和IDO的MSC仍有强大的免疫调节能力,这主要归因于胰岛素样生长因子(IGF)结合蛋白。与人MSC相比,IDO活性的缺失常见于小鼠MSC的报道【13,14】。既然IFNγ如此重要,那么没有行不行?09年Stem Cell报道【12】MSC表面的Toll样受体(TLR)可以在缺少IFNγ的时候自分泌IFNβ信号环,以发挥其免疫抑制活性。这种信号环依赖于蛋白酶R且能够诱导IDO,且诱发的免疫抑制反应不依赖犬尿氨酸。! R$ _8 Q" w2 s
鼠类MSC合成可诱导性一氧化氮合酶(iNOS)并分泌NO,可以强力抑制T细胞增殖。NO是一种影响巨噬细胞和T细胞功能的气态生物活性复合物【15】。在IFNγ、TNFα、IL-1α或IL-1β刺激后,小鼠MSC诱导表达iNOS。而iNOS缺失小鼠的MSC,对T细胞增殖的抑制能力有所下降【6】。人MSC的iNOS mRNA表达水平极低,研究者也未曾检测到人MSC分泌NO。事实上,不同种群拥有不同的免疫抑制机制——人类MSC以IDO为主要作用分子,而小鼠则依仗于一氧化氮【14】。
& I7 @$ y2 E5 Y7 D" I* G$ V+ U3 f前列腺素E2(PGE2)同样与MSC免疫抑制活性相关。PGE2是花生四烯酸代谢的一种产物,后者为一种强力免疫抑制剂,可抑制T细胞有丝分裂以及IL-2生成。在IFNγ或TNFα刺激后,MSC分泌更多的PGE2【16】。MSC来源的PGE2刺激巨噬细胞生成IL-10【17】,并阻断单核细胞向树突状细胞分化,尽管研究者们认为IL6在MSC介导的DC分化抑制中发挥了作用,但是更确切的数据【18】显示PGE2(而非IL6)是更关键的介导物。
8 x/ M& e& ^* k另一种MSC分泌因子——白介素6(IL-6),有报道【13,19】称其涉及抑制单核细胞向DC细胞分化,降低DC对T细胞的刺激能力。同时,也有报道【20,21】证实MSC IL-6的分泌可以延迟淋巴细胞和嗜中性粒细胞的凋亡,如此说来,MSC分泌的IL6是一把双刃剑,既具有免疫抑制作用,特定条件下也具有潜在促炎效应。# t, s: V; g6 T, z! u, t1 y
其它调节因子——像转移生长因子贝塔1,肝细胞生长因子,亚铁血红素氧化酶1和白血病抑制因子——均在MSC活化时生成【16,22,23,24】。MSC分泌的HLA-G5最近也被证实【25,26】可以抑制T细胞增殖,抑制自然杀伤细胞毒性和T细胞毒性,并且能够促进调节T细胞的生成。MSC和活化T细胞接触后T细胞分泌IL-10,从而刺激MSC释放可溶性HLA-G5。, j% P% n* W, J" p" g( W
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