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肝病与细胞疗法:进展与挑战

期刊:Stem CellsDOI:10.1093/stmcls/sxad029

本文是一篇发表在Stem Cells期刊上的综述文章,题为Liver Disease and Cell Therapy: Advances Made and Remaining Challenges,由Sheeba Khan、Sara Mahgoub、Nada Fallatah、Patricia F. Lalor和Philip N. Newsome等作者共同撰写,发表于2023年4月13日。文章的主要研究机构包括英国伯明翰大学国家健康研究所生物医学研究中心、伯明翰大学免疫与免疫治疗研究所肝脏与胃肠研究中心等。文章的主题是探讨间充质基质细胞(Mesenchymal Stromal Cells, MSCs)在肝脏疾病治疗中的应用进展及面临的挑战。

文章首先介绍了肝脏疾病的全球负担以及肝脏移植的局限性,指出由于供体器官的短缺,亟需寻找替代疗法。MSCs因其广泛的抗炎和免疫调节特性,成为治疗炎症性肝脏疾病的有前景的治疗手段。尽管过去30年的研究已积累了大量的疗效和安全性数据,但其临床应用仍存在诸多问题。因此,本文综述了MSCs在多种肝脏疾病中的转化和临床研究,重点关注其在减轻免疫介导的肝损伤中的作用。

MSCs的生物学特性及其在肝脏疾病中的应用
MSCs是多能祖细胞,具有分化为中胚层细胞谱系的能力。它们可以从骨髓、脐带、脂肪组织等多种来源中分离。MSCs的生物学特性因来源不同而有所差异,这给不同研究之间的比较带来了挑战。国际细胞治疗学会(ISCT)在2005年提出了定义人类MSCs的三项表型标准,并在后续更新中增加了组织来源和功能检测的标准。MSCs不仅具有分化为多种细胞类型的能力,还能通过抑制T细胞活化、促进调节性T细胞的生成等方式调节免疫系统。此外,MSCs还能通过分泌细胞外囊泡(Extracellular Vesicles, EVs)发挥其营养作用。

MSCs在肝脏疾病中的实验模型研究
MSCs在多种肝脏疾病模型中显示出抗纤维化和抗炎作用。例如,在肝纤维化模型中,MSCs通过分泌多种细胞因子(如TGF-β3、TNF-α、HGF等)抑制肝星状细胞(Hepatic Stellate Cells, HSCs)的活化和增殖,从而减轻纤维化。此外,MSCs还能通过调节巨噬细胞极化、抑制上皮间质转化(Epithelial-Mesenchymal Transition, EMT)等机制发挥抗纤维化作用。然而,部分研究也指出,MSCs在某些情况下可能促进纤维化,尤其是在长期肝损伤模型中。

MSCs的临床应用及挑战
MSCs在肝硬化、急性慢性肝衰竭(Acute-on-Chronic Liver Failure, ACLF)等肝脏疾病中的临床应用已取得了一定的进展。例如,多项研究表明,MSCs治疗可以改善肝硬化患者的MELD评分和Child-Pugh评分,并减少炎症因子的水平。然而,不同研究之间的异质性较大,且缺乏标准化协议,限制了MSCs的广泛应用。此外,MSCs的肿瘤生成风险和病毒传播风险也需进一步评估。

MSCs衍生的细胞外囊泡(EVs)在肝脏疾病中的新兴作用
近年来,MSCs衍生的EVs因其较低的免疫原性和较高的安全性,成为替代MSCs的潜在治疗手段。研究表明,MSCs-EVs可以通过传递RNA、蛋白质等大分子物质,促进肝细胞增殖、抑制细胞凋亡,并调节炎症反应。例如,在肝纤维化模型中,MSCs-EVs通过抑制TGF-β1/Smad信号通路减轻纤维化。然而,EVs的制备、纯化及其在体内的药代动力学、生物分布等问题仍需进一步研究。

MSCs治疗的未来方向与挑战
尽管MSCs在肝脏疾病治疗中显示出巨大的潜力,但仍有许多挑战需要克服。首先,需要开发标准化的MSCs生产和给药协议,以确保不同研究之间的可比性。其次,需要进一步研究MSCs的作用机制,特别是在抗纤维化方面的直接作用。此外,MSCs-EVs作为一种新兴的治疗手段,其大规模生产和临床应用仍需更多研究支持。最后,未来的研究应关注MSCs在不同肝脏疾病中的最佳给药途径、剂量以及长期安全性。

结论
本文综述了MSCs在肝脏疾病治疗中的应用进展及面临的挑战。尽管MSCs在实验和临床研究中显示出良好的疗效和安全性,但其临床应用仍存在诸多问题。未来的研究应致力于解决这些挑战,推动MSCs及其衍生物在肝脏疾病治疗中的广泛应用。同时,MSCs-EVs作为一种新兴的治疗手段,也值得进一步探索。

文章的价值与意义
本文为MSCs在肝脏疾病治疗中的应用提供了全面的综述,总结了其研究进展及面临的挑战,为未来的研究方向提供了重要的参考。文章不仅为研究人员提供了丰富的实验和临床数据,还为MSCs及其衍生物的临床应用提供了理论支持。此外,文章还强调了标准化生产和给药协议的重要性,为MSCs的广泛应用奠定了基础。

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