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間充質(zhì)干細胞與銀屑病之間的相互關(guān)系

銀屑病被認為是一種慢性、炎癥和免疫介導的全身性疾病,累及皮膚和其他器官,至少包括心血管和關(guān)節系統以及胃腸系統,受累程度因患者而異。

間充質(zhì)干細胞 (MSC) 是多能非造血性基質(zhì)細胞,存在于不同的身體組織中,例如骨髓、脂肪組織、骨膜、沃頓氏膠質(zhì)、臍帶、血液、胎盤(pán)、羊水和皮膚。MSCs的生物學(xué)行為主要取決于它們與它們所在的微環(huán)境的相互作用,其質(zhì)量深深地影響了這些細胞的再生和免疫調節特性。多項研究證實(shí)了MSCs與炎癥微環(huán)境在銀屑病發(fā)病機制中的相互作用,將MSCs指定為驅動(dòng)銀屑病發(fā)展的重要因素。

近日,意大利馬爾凱理工大學(xué)皮膚科在《國際分子雜志》上發(fā)表了一篇關(guān)于間充質(zhì)干細胞和銀屑?。合到y評價(jià)文章,該綜述旨在描述有關(guān)銀屑病特征性炎癥微環(huán)境如何影響間充質(zhì)干細胞穩態(tài)以及如何使用它們治療該疾病的最新證據。

間充質(zhì)干細胞與銀屑病之間的相互關(guān)系

間充質(zhì)干細胞與銀屑病之間的相互關(guān)系

方法:經(jīng)全文審查,發(fā)現69項臨床前試驗、對照臨床試驗、病例對照研究、橫斷面研究和病例系列研究符合條件并納入本研究。

結果與討論

MSC 與微環(huán)境之間的相互作用在銀屑病的許多發(fā)病機制和治療方面發(fā)揮著(zhù)重要作用。增加對 MSC 與銀屑病微環(huán)境之間相互作用的了解是了解再生醫學(xué)在該領(lǐng)域未來(lái)定位的關(guān)鍵要求。

MSCs與銀屑病炎癥微環(huán)境的相互作用

微環(huán)境和MSC之間的相互作用非常復雜,并且基于不同的機制,例如可溶性因子的分泌、與其他細胞類(lèi)型的串擾以及囊泡或非編碼RNA的釋放。已經(jīng)確定,源自銀屑病患者皮膚的MSCs (PsO-MSCs) 顯示出一種免疫調節特征,反映了銀屑病的Th1-Th17/Th2失衡以及編碼Th1和Th17細胞因子的基因的上調。

這種遺傳圖譜連同與角質(zhì)形成細胞、成纖維細胞和免疫細胞的相互作用,導致該疾病的炎癥特征得以維持。

MSCs與銀屑病角質(zhì)形成細胞 (PsO-KCs) 之間的關(guān)系

角質(zhì)形成細胞 (KCs) 在銀屑病的起始和維持階段都起著(zhù)重要作用,因為作為先天免疫系統的一部分,KCs對多種觸發(fā)因素有反應。MSCs和KCs之間存在相互串擾:一方面,MSCs分泌的高水平促炎細胞因子誘導 KCs 增殖,可能是通過(guò)激活PI3K/AKT信號通路和分泌表皮生長(cháng)等細胞因子因子 (EGF)并由于caspase-3表達水平的降低而抑制其細胞凋亡;還觀(guān)察到真皮PsO-MSC有助于減少細胞連接,從而改變KC分化并縮短表皮周轉時(shí)間。另一方面,與對照MSCs共培養的PsO-KCs上調c-Myc、GLUT1、SCF和EGF的表達,導致 MSCs 代謝增強和增殖增加,形成惡性循環(huán) (圖2)。


圖2:PsO-MSCs和PsO-KCs之間的相互作用
圖2:PsO-MSCs和PsO-KCs之間的相互作用

MSCs對銀屑病皮損血管化的影響

在真皮PsO-MSC中也發(fā)現了GLUT1和HK2的上調。PsO-MSC中的OCR(耗氧率)、ATP 相關(guān)呼吸、最大呼吸和儲備容量顯著(zhù)高于對照-MSC-C/MSC。葡萄糖代謝的上調被認為會(huì )促進(jìn)銀屑病中的過(guò)度增殖、炎癥和血管生成。血管增生在銀屑病皮損中很明顯。結果表明,與對照組相比,銀屑病皮膚中的血管數量顯著(zhù)增加 。促血管生成介質(zhì)如VEGF、IGFBP-5、DEL-1和血管生成素-2在真皮PsO-MSC中的過(guò)度表達已得到鞏固(圖3)。


圖3:PsO-MSCs對銀屑病皮損血管形成的影響:
圖3:PsO-MSCs對銀屑病皮損血管形成的影響:

MSCs與免疫細胞的關(guān)系

新血管形成是PsO-MSC用來(lái)通過(guò)增強白細胞向皮膚部位的遷移來(lái)實(shí)現炎癥的一種方法。此外,PsO-MSCs 已被證明可誘導SFRP2的下調,從而增強 Wnt 信號通路的激活,從而控制增殖、分化和細胞遷移(圖4)。

圖4:PsO-MSCs與免疫細胞的關(guān)系
圖4:PsO-MSCs與免疫細胞的關(guān)系

相反,C-MSCs和PsO-MSCs之間的共培養表明,C-MSCs在T細胞增殖、細胞因子產(chǎn)生和細胞凋亡方面表現出比PsO-MSCs更強的抑制作用。

“健康的間充質(zhì)干細胞”對銀屑病微環(huán)境的免疫調節作用

銀屑病中健康的 MSCs (H-MSCs) 與炎癥微環(huán)境之間的相互作用會(huì )產(chǎn)生整體免疫調節作用。事實(shí)上,MSCs 具有免疫抑制能力已被廣泛接受。簡(jiǎn)而言之,MSC 抑制活化 T 細胞的增殖,調節樹(shù)突狀細胞和巨噬細胞釋放的炎性細胞因子和趨化因子,抑制 B 細胞的增殖和免疫球蛋白產(chǎn)生,并抑制自然殺傷 (NK) 細胞的細胞毒活性。

H-MSCs給藥對銀屑病的影響

因此,間充質(zhì)干細胞治療銀屑病的成功已在人類(lèi)模型中得到證實(shí)。

在人類(lèi)中也進(jìn)行了使用H-MSCs治療牛皮癬的實(shí)驗。2016年,陳等人描述了兩例尋常型銀屑病患者通過(guò)輸注臍帶間充質(zhì)干細胞 (UC-MSC) 成功治療,緩解持續5年未復發(fā)。

此外,在同年,De Jesus報告了兩名患者多次失敗的案例,這些患者使用源自皮下脂肪組織的自體MSCs輸注有效治療了多種銀屑病療法。

最近,Wang等人治療了一名19歲男子,他有5年的嚴重斑塊狀銀屑病病史,通過(guò)輸注同種異體人牙齦 MSCs對多種局部和全身治療無(wú)效。5次輸注后完全消退,無(wú)不良反應,他經(jīng)歷了3年的無(wú)病狀態(tài)。

免疫調節療法對PsO-MSC的影響

最后,銀屑病患者中MSCs的抗炎和免疫調節特性似乎在生物治療過(guò)程中得以恢復。

結論和未來(lái)展望

之前的幾項研究已經(jīng)證明MSCs參與銀屑病的發(fā)病機制??傮w而言,文獻數據表明,從銀屑病患者身上獲得的 MSCs 與炎癥背景相互作用,進(jìn)而促炎并滋養皮膚炎癥。

然而,我們還遠不能想到正在進(jìn)行的研究在臨床領(lǐng)域的轉化意義,因為已發(fā)表的研究表明所使用的MSC類(lèi)型和給藥方法存在很大差異,因此目前不可能定義臨床方案。

間充質(zhì)干細胞療法的另一個(gè)問(wèn)題可能是培養過(guò)程中細胞突變的積累。Hyunjun Ahn 的小組提議使用微操作臍帶間充質(zhì)干細胞作為治療銀屑病的方法,以限制致突變性。

MSCs 治療的療效和安全性因分離來(lái)源和給藥方法而異。從骨髓中分離 MSCs 需要一個(gè)專(zhuān)家團隊,而從脂肪組織中分離 MSCs 更簡(jiǎn)單,而且副作用可能更少。

另一個(gè)需要考慮的重要主題是要使用的MSC的自體或同種異體性質(zhì):與自體MSC相比,同種異體的免疫調節更大的特性似乎是可以提高治療成功率的優(yōu)勢。

出于這個(gè)原因,同種異體細胞的冷凍保存可能成為未來(lái)幾年需要考慮的重要問(wèn)題。

總而言之,對于銀屑病這種存在表皮干細胞異常的自身免疫性疾病來(lái)說(shuō),干細胞移植治療與傳統治療方法不同,是從發(fā)病的根本環(huán)節去治療,因此療效顯著(zhù)。

參考資料:Diotallevi F, Di Vincenzo M, Martina E, Radi G, Lariccia V, Offidani A, Orciani M, Campanati A. Mesenchymal Stem Cells and Psoriasis: Systematic Review. Int J Mol Sci. 2022 Dec 1;23(23):15080. doi: 10.3390/ijms232315080. PMID: 36499401; PMCID: PMC9740222.

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