间充质干细胞治疗心肌梗死的机制2021-09-18 09:27:41
间充质干细胞治疗心肌梗死可通过旁分泌作用、免疫抑制、细胞间相互作用等多种机制改善心功能。旁分泌作用是 MSC发挥治疗作用的主要机制,包括促血管新生、抗凋亡、减轻炎症和调节细胞外基质动力学等。有研究表明,在大鼠心肌梗死的模型中,MSC局部移植后短期内经历了广泛的凋亡并释放了凋亡小体,这些ABs被内皮细胞吞噬后,激活溶酶体,并且增加溶酶体相关膜蛋白 1 和转录因子 EB 的蛋白表达。同时,ABs 介导转录因子EB 转位到细胞核,从而调控参与自噬和溶酶体发生的靶基因,进而促进血管新生;IGF-1 是骨髓间充质干细胞分泌的一种重要生长因子,过表达 IGF-1 可通过 AKT-SFRP2 途径上调BMSC 中总 β-catenin 和核 β-catenin 的表达,从而促进细胞存活。缺氧条件下,过表达 IGF-1 的 BMSC 表现出较高的细胞增殖、迁移能力和干性,并且具有更高的抗凋亡能力,进而促进了 MI 后的心脏修复和细胞再生。
近年来,外泌体途径备受瞩目。干细胞来源的外泌体通过多条信号途径调节梗死后心肌细胞的存活,改善心梗症状。有研究表明,人脐带间充质干细胞来源外泌体中的 microRNA-19a 靶向作用转录因子 SOX6,激活 AKT,抑制JNK3/caspase-3 途径,从而抑制心肌细胞的凋亡[9];人 MSC-Exos 的 LncRNA KLF3-AS1通过下调miR-138-5p表达,上调Sirt1表达抑制炎症反应和细胞凋亡,减缓心肌梗死的进展;Sun 等研究表明,骨髓间充质干细胞来源外泌体中的miR-486-5p 通过抑制 PTEN 通路激活心肌细胞中的 PI3K/AKT 通路,抑制 MI 诱导的心肌细胞凋亡。
另外,其他一些研究也证实了外泌体在治疗急性心梗中的作用。MSC还可以通过免疫抑制减轻炎症反应,恢复心脏功能。心肌梗死后,心脏存在持续过度的炎症反应,导致心脏功能严重受损,而免疫抑制可以明显改善心室不良重塑及心功能,间充质干细胞主要通过旁分泌作用和细胞间直接接触进行免疫调节。在受损心脏免疫细胞中,巨噬细胞是细胞因子的主要来源,产生大量促炎细胞因子及抗炎细胞因子。证实 MSC 通过促进巨噬细胞转化为 M2 表型,增加抗炎因子 IL-10 的分泌,降低促炎因子 TNFα 的产生,并抑制基质金属蛋白酶活性,这些均有利于心脏功能恢复。
心肌组织细胞与干细胞相互作用也是一种重要途径。心脏细胞在缺血、缺氧等损伤时释放趋化因子、生长因子、黏附因子、粒细胞集落刺激因子、单核细胞趋化蛋白等,它们与 MSC 上相应受体结合,介导干细胞迁移归巢到梗死区,改善心功能。目前研究证实,SDF-1及其趋化因子受体4是调节 MSC 趋化归巢的重要信号通路。SDF-1能帮助干细胞穿过血管壁迁移并定植到梗死区,与趋化因子受体4结合后增强MSC归巢能力,发挥旁分泌效应,修复缺血心肌组织。
出自《改善间充质干细胞移植治疗心肌梗死疗效方法的研究进展》作者王旭,付天乐,麻正翔。
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