模拟微重力培养对MSCs归巢能力的影响2022-12-28 08:32:27
归巢能力是影响MSCs移植后治疗效果的重要因素之一。MSCs归巢，是指MSCs在目标组织的脉管系统里被捕获，随后跨越血管内皮细胞迁移至目标组织的过程。具体的过程可表述为：当机体组织受到某种刺激时，一些“休眠”的MSCs被“唤醒”，MSCs表面表达不同细胞因子受体，其与相应配体结合介导细胞迁移，移动到损伤部位后，促进损伤部位的细胞修复。归巢是干细胞作用的初始环节，亦是关键环节。干细胞移植一般可采取局部注射和全身注射。对于局部注射，MSCs主要通过促炎细胞因子梯度定向归巢到损伤部位；对于全身注射，MSCs被施用于血液，然后经历类似于白细胞迁移的多步骤过程才能离开循环并移动到损伤部位，基本可分为三个过程：活化-动员（炎性细胞释放大量的细胞因子和生长因子，活化MSCs）、结合-滚动（MSCs与血管内皮结合并滚动）、黏附-穿越（穿越血管内皮细胞进入靶组织）。MSCs所表达的趋化因子受体、黏附分子及基质金属蛋白酶等都参与了其归巢过程。研究显示，基质细胞衍生因子1及其受体C-X-C基元受体4在MSCs归巢的活化动员环节发挥着尤为重要的作用。阻断或沉默CXCR4表达可显著抑制MSCs的迁移能力，过表达CXCR4可以增强MSCs的归巢性。在模拟微重力条件下培养大鼠骨髓来源的MSCs7d后发现，趋化因子受体CXCR4表达显著升高，而SDF-1对表达CXCR4的MSCs趋化作用增强，将其移植到脊髓损伤模型大鼠中发现，归巢到损伤部位的MSCs明显增多。MMPs可以调节内皮细胞基底膜并降解胞外基质，在归巢过程中促进 MSCs的迁移。将人类间充质干细胞在微重力环境中暴露10d后，MMPs抑制剂TIMP1和TIMP3基因的表达下降，而MMP1、MMP2、MMP3、MMP9、MMP10、MMP14表达则显著升高，有利于降低细胞外基质蛋白，提高MSCs的迁移能力。另一研究发现，在脂肪来源间充质干细胞向成纤维细胞分化中，MMP1的表达上调，而模拟微重力环境可以促进MMP1表达进一步增加，这也印证了微重力环境对MMPs表达的影响。虽然微重力对MSCs归巢的各个环节呈现出不同的影响，但现有报道显示微重力环境主要是通过增强迁移和侵入过程而促进MSCs归巢。
出自《模拟微重力处理间充质干细胞应用于干细胞治疗的研究进展》作者张俊飞，张舒，石菲.
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