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干细胞是如何帮助人体提高免疫力的

东海先生 细胞王国 2024-01-10


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导语 / Introduction

提高个体对病原微生物的抵抗力是抵抗病毒入侵和破坏人体的关键因素。人体的抵抗力是免疫系统的功能表现,免疫细胞和免疫抗体是体现抵抗力的重要武器。


例如,当面对新冠病毒感染时,除了新冠疫苗的使用,NK细胞和间充质干细胞(MSC)也是较好的提高抵抗力的选择。


人NK细胞激活后,10天后的NK细胞数量快速下降一半,即半衰期约为10天,每天减少约7%;人体NK细胞的寿命约2周(14天);病毒感染的患者体内NK细胞具有类似的健康人NK细胞代谢动力学表现。
为什么说MSC也可以提高人体的抵抗力?
作者认为,(1)MSC通过促进造血来恢复免疫系统的更新;(2)对整个免疫系统有双向调节作用,即MSC抑制“攻击性免疫细胞”的异常激活,和提高“抑制性免疫细胞”的增殖(尤其是Treg细胞);(3)促进NK细胞的增殖;(4)还能促进B细胞分泌介导体液免疫应答的免疫球蛋白(IgM、IgG、IgA抗体)

目前的绝大部分专家的观点认为MSC抑制了整个免疫系统,抑制T细胞和B细胞的增殖。本文作者在这里再次明确反对这个观点。请以一个客观的、不带先入为主的态度,认真阅读前期发表的文章《间充质干细胞的免疫调节功能的研究简史》。

也正因为MSC并不是抑制了整个免疫系统,所以从1995年的第一项临床研究至今,观察不到MSC增加感染和肿瘤的风险,MSC反而能很好地应用于抗病毒治疗。各种病毒感染人体后,需要人体的免疫系统杀死和清除病毒。事实上,MSC回输到体内,不仅没有抑制了免疫细胞的杀伤功能,而且还能促进身体损伤后的修复。

比如这次新冠疫情,MSC很好地发挥了治疗新冠病毒性肺炎的作用。详情请看《《细胞》:间充质干细胞对新冠造成的器官损伤和细胞因子风暴具有治愈作用

下文聚焦于MSC和B细胞的相互作用,综合分析目前的研究成果,详细阐述MSC通过促进B细胞的增殖和分化为浆细胞,进而分泌多种天然免疫球蛋白(抗体),从而通过体液免疫来提高人体的抵抗力。

2006年意大利团队通过体外细胞实验发现MSC抑制B细胞的增殖和减少B细胞分泌天然抗体IgM、IgG、IgA。但是随后不少团队均证明MSC促进B细胞的增殖和分泌多种天然免疫球蛋白。

自体和异体MSC均可防止大鼠输血引起的过敏反应,而且增加外周血、脾脏和骨髓中B细胞的数量;要促进天然抗体IgM的分泌,则需要大剂量组MSC。而且意大利另一团队证明健康骨髓MSC还能促进系统性红斑狼疮患者的B细胞增殖和分泌免疫球蛋白抗体IgM、IgG、IgA。2012年我国学者证明人脐带MSC促进B细胞的增殖和分化为产生天然抗体的浆细胞,其作用机制在于通过MSC分泌的PGE2。

2008年西班牙团队和保加利亚团队分别通过体外细胞实验获得另外的结果,即发现MSC促进B细胞的活性(viability)和增殖,而且促进B细胞的存活;但是MSC抑制TPA和PWM刺激的B细胞异常激活导致的增殖。脂肪MSC抑制PWM刺激B细胞异常激活分泌总免疫球蛋白的效果优于骨髓MSC,但是脂肪组织和骨髓来源于不同的个体,需要考虑个体之间的差异性存在。
我国开展的一项MSC治疗cGVHD的临床研究中,MSC治疗后表现出应答的cGVHD患者血液中B淋巴细胞显著增加,但在MSC治疗无效的患者中B细胞却出现减少现象,这说明MSC在促进造血和促进B细胞的增殖,而不是抑制B细胞的增殖;而且对进一步分析表明,MSC治疗有效的患者出现血浆B细胞活化因子(BAFF)水平降低,B淋巴细胞上BAFF受体(BAFF-R)表达增加,但治疗无效的患者血浆BAFF水平和B淋巴细胞上的BAFF-R表达无变化。

另有研究发现系统性红斑狼疮患者骨髓MSC比健康者骨髓MSC更能促进B细胞的增殖和分泌IgM和IgG,而且抑制嗅1/早期B细胞因子相关锌指蛋白(olfactory 1/early B cell factor-associated zinc-finger protein,OAZ)的基因表达后,MSC促进B细胞增殖和分泌IgM和IgG的作用减弱。OAZ基因是一种参与抗核抗体(ANA)产生的狼疮易感性候选基因,在健康和系统性红斑狼疮患者骨髓MSC中高表达。
意大利罗马团队提出MSC并不能抑制B细胞的增殖和分泌天然抗体,但是在CD4+和CD8+T细胞的存在下,MSC才能显著抑制B细胞的增殖和分泌天然抗体;但如果是Treg细胞存在下,MSC则促进B细胞的增殖和分泌天然抗体。

荷兰团队报道了MSC细胞、B细胞和T细胞三者相互作用的另一种研究结果,即B细胞与活化的CD4+T细胞共培养导致B细胞增殖并分化为产生抗体的CD19+CD27highCD38high浆细胞;脂肪MSC促进B细胞存活,但抑制B细胞向浆细胞分化,反而促进产生IL-10的CD19+CD24highCD38high调节性B细胞增殖。我国台湾团队也证实MSC促进调节性B细胞增殖,而且胎盘来源的MSC比骨髓来源的MSC有更强大的促进作用。
综上所述,简而言之,MSC通过促进B细胞的增殖和分化为浆细胞,进而分泌多种天然免疫球蛋白(抗体),从而通过体液免疫来提高人体的抵抗力。

-END-

来源:间充质干细胞

审校:南风 咏彤

声明:本文仅作为科普,拒不接受商业用途的转载申请,亦不构成任何建议。


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