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Nature :干细胞不仅具有组织再生能力,还能清除死亡细胞来维持组织健康

2024/09/02
干细胞


我们的身体每天会产生数十亿的细胞,同时也有同样数量的细胞死去。随着年龄增长,多种组织中的衰老细胞增多,并分泌大量的趋化因子、炎症细胞因子等,导致慢性炎症、与年龄相关的组织退化。这些死去的细胞如果不及时清除,将会导致炎症甚至组织退化。


2024年8月21日,一项发表在《Nature》杂志上,题为Stem cells tightly regulate dead cell clearance to maintain tissue fitness的论文,为我们揭示了干细胞在这一过程中的关键作用,它们不仅负责组织再生,还充当了清洁工的角色,确保我们的组织保持健康。


细胞死亡与清除的重要性:细胞死亡是生命过程中自然而必要的一部分。在发育、稳态维持和疾病状态下,专业的(如免疫细胞)和非专业的(如上皮细胞、间充质细胞和神经细胞)吞噬细胞负责检测并清除凋亡的细胞尸体,这一过程被称为“吞噬作用”。如果这一过程失败,可能会导致继发性坏死,引发炎症或退行性病变。


研究团队主要专注于小鼠毛囊上皮干细胞,发现在毛囊再生和退化周期中,这些干细胞能够短暂地释放吞噬作用。它们通过局部分子触发器,依赖于邻近凋亡细胞释放的脂质和健康细胞释放的视黄醇,精确地在正确的时间和地点进行吞噬

在毛发生长末期,凋亡小体被邻近的毛囊干细胞暂时清除


研究显示,毛囊干细胞通过RARγ–RXRα的激活来紧密调控凋亡细胞清除基因,这为在保持组织完整性的同时平衡吞噬职责提供了一种有效且可调节的机制。这种调控对于非移动性的组织干细胞或前体细胞在免疫特惠生态位中遇到细胞死亡时具有广泛的启示。研究人员利用一系列实验,他们发现,当凋亡细胞释放的信号如溶血磷脂酸(LPC)和游离脂肪酸(如花生四烯酸AA)与健康细胞产生的视黄酸(RA)结合时,能够激活RARγ–RXRα信号通路,触发吞噬程序


这项研究不仅为我们提供了关于干细胞如何在组织稳态中发挥作用的新见解,还可能对治疗与细胞死亡清除相关的疾病提供新的策略。例如,通过调节干细胞的吞噬作用,可能有助于治疗某些类型的皮肤疾病、神经退行性疾病或其他由细胞死亡清除不足引起的疾病。


回输干细胞,调节免疫功能紊乱

系统性红斑狼疮(SLE)

是一种慢性炎症性自身免疫性疾病,会导致抗体-抗原免疫复合物沉积在各种器官中。可以说,系统性红斑狼疮是患者体内免疫功能紊乱,大量自身抗体和免疫复合物产生,造成多系统和多器官的损害。


研究发现间充质干细胞具有治疗系统性红斑狼疮的巨大潜力,其强大的组织再生、抑制炎症及免疫调节等特性能精准靶向SLE的多条发病机制,达到“一石多鸟”。


目前全世界约有1500多例系统性红斑狼疮患者接受了间充质干细胞治疗。异体间充质干细胞治疗重症难治性系统性红斑狼疮有效率达60%,使重症难治性系统性红斑狼疮患者5年病死率从原来的35%~45%下降至16%,且迄今为止未观察到移植相关的严重不良反应。间充质干细胞治疗大大提高了系统性红斑狼疮患者的疗效,改善了系统性红斑狼疮患者的生存质量和预后。


回输干细胞,修复受损神经系统

多发性硬化症(MS)

是一种复杂的神经系统疾病,是最常见的中枢神经脱髓鞘疾病,患者通常会丧失运动、视觉、感觉以及协调的能力。这种疾病主要是由于自身反应性T细胞导致CNS的脱髓鞘和进行性神经变性。目前的临床研究表明,尽管药物治疗有助于减少这些患者的MS发展或减少残疾,但它们会导致严重的副作用并且并不会逆转MS的表现。


回输干细胞,修复受损肝脏

几十年来,针对肝脏疾病已经进行了广泛的研究,旨在为肝硬化和肝衰竭患者提供肝移植的替代方案。日前,Seminars in liver disease杂志上发表的综述表明,间充质干细胞可以减少肝脏炎症,改善肝功能,并降低感染发生率,有助于改善失代偿性肝硬化、慢性加急性肝衰竭等严重疾病。


肝硬化是一种常见的慢性肝脏疾病,肝细胞广泛纤维化、变性、坏死,形成再生结节和假小叶,导致正常肝小叶结构和血管结构被破坏,肝脏结构以及功能都受到了破坏,随着疾病进一步发展,会出现肝性脑病、肝衰竭和多种并发症。


迄今为止,已经有很多研究证明,干细胞可以在一定条件下分化为具有一定的活性的肝细胞,参与肝功能的恢复和重建,从而达到治疗肝脏疾病的目的。目前,多学科的研究显示,干细胞疗法对肝脏纤维化有很好的抑制作用。而且,随着对肝脏疾病的治疗不断深入,干细胞疗法必将成为广大肝脏疾病患者的福音。


展  望

随着医学科技的不断发展,干细胞的应用也越来越广泛。通过调节干细胞的吞噬作用,将给我们的未来健康带来无限可能。

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