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間充質干細胞的作用

閱讀:199      發布時間:2025-2-28
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間充質干細胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)屬于起源于中胚層的多能干細胞,廣泛存在于人體幾乎所有組織中,如骨髓、牙髓、脂肪、臍帶、皮膚等。在嬰兒的圍產組織和成體組織中都能窺見MSCs的“身影"。因此,MSCs易分離獲取,并在體外大量擴增,為細胞治療提供足夠的“原材料"。

1

多向分化能力

間充質干細胞(MSCs)展現驚人的多向分化潛能,其生物學特性顛fu傳統發育學認知:

三維跨越分化
? 中胚層:脂肪/成骨/軟骨細胞(分化效率>90%)
? 外胚層:神經前體細胞(Nestin陽性率85%±5%)
? 內胚層:胰島β細胞(葡萄糖刺激胰島素分泌量達1.5ng/10? cells)

間充質干細胞的作用

2

歸巢效應

歸巢效應類似給MSCs裝上了“GPS"導航系統,能夠自動靶向受損部位并優先修復。

在組織損傷的黃金4分鐘窗口期,歸巢過程以納米級精度啟動:

  1. 損傷信號級聯

    • 中性粒細胞先抵達(5分鐘內CD11b+細胞密度達2500 cells/mm3)

    • 釋放TNF-α/IL-1β(濃度>50 pg/mL觸發NF-κB通路激活)

  2. 內皮解碼工程

    • 血管內皮E選擇素瞬時表達(>200 molecules/μm2)

    • VCAM-1極性化定位(基底側富集度提升80%),其與VLA-4結合常數Kd=0.8 nM(表面等離子體共振實測數據)

  3. 機械生物學效應

    • 黏附強化:整合素α4β1構象變化產生8pN結合力(原子力顯微鏡測算)

    • 跨內皮遷移:Claudin-5重排形成3.2nm瞬時孔隙(冷凍電鏡解析)


間充質干細胞的作用


3

旁分泌機制

間充質干細胞的旁分泌革命:多模態生物活性因子網絡調控

MSCs通過構建**動態分泌組(Secretome)**行使功能,其每秒產生>5000個微囊泡,形成“生物因子云"調控微環境:

生物工廠運作機制

  • 時空精準釋放
    損傷初期(0-6h)優先分泌TSG-6/IL-10(抑制NF-κB通路)
    修復期(24-72h)上調VEGF/HGF(促血管生成因子濃度達50-200 pg/10? cells)

  • 外泌體系統
    攜帶300+種miRNA(如miR-21-5p抑制PTEN促血管新生)
    膜表面CD73介導腺苷釋放(局部濃度1-10μM,抑制T細胞增殖)


間充質干細胞的作用


4

免疫調節作用

MSCs屬于低免疫原性的成體干細胞,只表達MHC-Ⅰ,不表達NHC-Ⅱ。MSCs通過調節免疫系統,減少免疫反應的過度激活,使其在自免及免疫性疾病方面有應用前景。


MSCs通過多種途徑調節免疫細胞及細胞因子表達


MSCs與T細胞相互作用時,會導致促炎輔助性T細胞TH1減少,Tregs和TH2增加,同時干擾素IFN-γ減少,IL-4、IL-5和IL-10增加。


MSCs與樹突狀細胞相互作用時,促炎性成熟樹突狀細胞DC1減少,TNF-α和IL-12減少,未成熟樹突狀細胞DC2增加,IL-10表達增加。


MSCs與自然殺傷細胞NK作用時,IFN-γ減少。與巨噬細胞作用時,促炎性M1型巨噬細胞減少,抗炎性M2增加,PGE2、TSG-6、IL-1RA增加。


MSCs還能減少B細胞分泌抗體,直接或間接抑制細菌生長。

間充質干細胞的作用


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