张 丹 王允野

骨髓间充质干细胞在肝纤维化中的研究进展

张 丹 王允野

骨髓间充质干细胞为多能干细胞的一种类型,其日后可分化成为脂肪细胞、软骨细胞、骨细胞、神经元细胞、肝细胞等。经过多项实验资料表明,骨髓间充质干细胞可减轻或抑制肝纤维化,并且不诱发免疫排异,在治疗肝硬化、修复肝细胞损伤的前景非常突出。

骨髓间充质干细胞；肝硬化；肝纤维化；细胞移植

目前,随着细胞移植技术的成熟,也因其具有来源广泛、创伤性小及可重复进行等优点,使得细胞移植治疗被应用到肝硬化的研究中,河南大学第一附属医院感染科蔡尚原国内外对肝病治疗的研究主要集中在使用骨髓间充质干细胞(bone mdsenchymal stem cells,BMSCs)进行肝硬化的治疗。间充质干细胞为一种特殊类型的多能干细胞,具有分化能力及自我增殖能力。由于间充质干细胞取材较容易,且不涉及医学伦理,因此被广泛使用于实验研究之中［1］。其中骨髓干细胞包括造血干细胞和间充质干细胞,其在临床中的应用越来越广泛。

1 细胞逆转肝纤维化的机制

BMSCs治疗肝硬化的机制尚不完全明确,考虑与以下几方面因素有关。①BMSCs转化为肝细胞或肝细胞样细胞而行使正常肝细胞的功能。②肝星状细胞(hepatic stellate cells,HSCs)的活化是肝硬化肝纤维化发生发展的中心环节。抑制HSCs活化、增殖、诱导HSCs凋亡成为防治和逆转肝纤维化的重要手段。③BMSCs主要通过生成多种细胞因子发挥其调节免疫作用,同时还可抑制免疫细胞过度增殖及炎性反应,阻断其向肝内迁移,减慢了肝细胞凋亡速度,从而减轻肝硬化的发展。④MMP-9是降解细胞外基质(ECM)的一种重要酶,参与细胞外基质的代谢,对ECM的稳定有重要作用。肝炎进展为肝硬化过程中首先由于肝细胞损伤导致细胞外基质过度沉积,BMSCs能分泌MMPs,特别是MMP-9,可以起到降解细胞外基质的目的,发挥延缓肝纤维化的作用。有大量研究证实,在由CCl4引发的肝硬化小鼠体内植入骨髓干细胞,可明显改善小鼠的肝脏功能,降低小鼠死亡率,考虑可能与增强的MMPs,尤其是MMP-9,具有发挥降解胶原纤维,减轻肝硬化的能力有关。⑤BMSCs可以产生一些有助于造血的生长因子,同时通过诱导作用将造血干细胞融合入肝脏,此时造血干细胞可转变为肝细胞,从而发挥作用。

2 BMSCs治疗肝硬化在临床中的应用

在BMSCs治疗肝硬化的机制就是抑制肝纤维化,促进肝细胞修复。BMSCs可生成多种细胞因子,这种细胞因子可以发挥调节免疫的作用,同时可起到抑制细胞增殖、肝脏炎症性反应的作用,起到减少肝细胞凋亡,减轻肝硬化的目的。而且在各实验中也得到了证实。徐献忠等［2］报道了BMSCs经门静脉移植肝硬化大鼠后,其体内谷丙转氨酶及碱性磷酸酶含量较之前明显下降,同时胆固醇白蛋白含量明显升高。由实验结果可以看出,BMSCs移植组体内纤维组织增生明显减少,同时还发现了一些形态正常的新生肝细胞。在MSCs移植组大鼠肝中可看到大量抗EGF2R单抗细胞,充分表明植入大鼠体内的MSCs已在其肝内存活。印证了MSCs具有可在机体内分化为肝样细胞的能力,不仅可以改善大鼠肝功能同时延缓肝纤维化病变。张孝良等［3］应用贴壁培养法分离SD大鼠MSCs分别在肝硬化造模第6周,10周通过尾静脉注入MSCs,4周后实验结果表明,移植组大鼠肝功能(包括总胆红素、谷丙转氨酶、白蛋白)得到明显改善,表现在腹水减少、体重增加、食欲好转等,且6周移植组效果明显优于10周移植组。因此我们主张应在肝纤维化早期即可进行MSCs移植,考虑可能与MSCs在肝纤维化早期具有更好的肝细胞分化能力,进而改善肝细胞组织学结构及外周血液生化特性,但其具体发生机制仍需进一步研究。

3 在未来有待于解决的问题

BMSCs在免疫性肝病中的应用前景非常明显,但BMSCs移植还存在一定的问题。①是在人体骨髓中,骨髓源性肝干细胞的丰度不高,在大量分离时存在较大困难,此时需体外扩增才能满足移植要求,同时干细胞体外增殖速度较慢,目前无法在短时间内获得大量干细胞。现在有人提出应用来源丰富的脂肪间充质干细胞。②BMSCs分化有引发肿瘤的可能,外源基因的导入则一定程度上会增加恶变的可能性。在研究干细胞的调控因素时发现,一些处于正常调控状态干细胞与癌症拥有共同的通路。如Shh通路(sonic hedgehog pathway)为人造血干细胞(CD34+Lin-CD38-)反应性增殖的通路,同时也是癌症发生发展的必要途径,同样机理也可见于c-Met及HGC通路。BMSCs可以激活卵圆细胞,部分学者认为胆管细胞癌和肝细胞癌是由卵圆细胞分化,在多个癌基因/抑癌基因共同调控下可能发生肝卵圆细胞向肝癌细胞转化,但目前无确切证据表明卵圆细胞为肝细胞癌的唯一来源,即使是成熟肝细胞在处于增殖期时,也可发生过度增殖而化生为肿瘤前体细胞。因此片面强调骨髓干细胞移植可造成卵圆细胞异常分化有加大癌症发生的风险,而否定其在特定条件下能够向肝细胞诱导分化、促进肝组织再生是不全面的。所以BMSCs移植后是否会产生无法控制的细胞分化增殖,是否具有致瘤性,相信随着这些问题的解决,BMSCs有望成为治疗肝硬化的理想方法。

［1］ 赵东长,陈蕊,余伟华,等.骨髓间质干细胞抑制肝星状细胞增殖与活化的体外研究.中国病理生理杂志,2005,21(6):1139-1143.

［2］ 徐献忠,陈斌,倪勇,等.大鼠干细胞移植对四氯化碳所致大鼠肝硬化的影响.中国热带医学,2008,8(1):16-18.

［3］ 张孝良,商中华,王满仓,等.不同时期骨髓间充质干细胞移植对大鼠肝纤维化的作用.中国现代医生,2010,48(5):11-12.

132013 吉林医药学院附属医院

张琦玮