間充質(zhì)干細(xì)胞

關(guān)于間充質(zhì)干細(xì)胞

研究發(fā)現(xiàn)從人臍帶中分離出的hUCMSC,其細(xì)胞含量、增殖能力均優(yōu)于BMSC，經(jīng)多次傳代擴(kuò)增仍能保持旺盛功能。它不表達(dá)或低表達(dá)免疫排斥相關(guān)標(biāo)記（MHCI類分子呈低表達(dá)，不表達(dá)MHCII類分子），免疫原性比BMSC低，且取材方便，無(wú)倫理學(xué)爭(zhēng)議，是目前較為理想的再生醫(yī)學(xué)干細(xì)胞治療的種子細(xì)胞之一。第2頁(yè),共27頁(yè)，星期六，2024年，5月BonenodulesweretypicallyobservedinhUCMSCculturedunderosteogenicconditionsbyweek3,whereasbyweek5ofosteogenicculture,bonenodulesweredetectedinBMSCcultures.

hUCMSCBMSC（vonKossa-staining）第3頁(yè),共27頁(yè)，星期六，2024年，5月Morelipid-positivecellswereseeninhUCMSCculturesthanBMSCculturesgrowninadipogenicconditions.（oilredOstaining）

hUCMSCBMSC第4頁(yè),共27頁(yè)，星期六，2024年，5月

國(guó)際干細(xì)胞治療學(xué)會(huì)提出人MSCs至少具有3個(gè)特征:①在正常的細(xì)胞培養(yǎng)條件下具有貼壁性；②不表達(dá)造血細(xì)胞表面標(biāo)志：如CD45、CD34、CD14或CD11b、CD79a或CD19和HLA-DR；表達(dá)CD73、CD90、CD105、CD29和CD44等；③在特定條件下，細(xì)胞可在體外分化為成骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞以及軟骨細(xì)胞。MSCs的生物學(xué)特點(diǎn)：第5頁(yè),共27頁(yè)，星期六，2024年，5月

MSCs具有多向分化和再生潛能----

MSCs具有低免疫原性及免疫調(diào)節(jié)功能表達(dá)低水平的MHC-I類分子；不表達(dá)MHC-II類分子及共刺激分子，如CD40、CD80、CD86和CD40L等，能免于NK細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞溶解。調(diào)節(jié)T細(xì)胞的活化和增殖來(lái)調(diào)控免疫應(yīng)答，可預(yù)防和治療移植物抗宿主病和自身免疫性疾病。

MSCs的生物學(xué)特性

MSCs可產(chǎn)生相應(yīng)的生長(zhǎng)因子和細(xì)胞因子促進(jìn)組織損傷的修復(fù)如產(chǎn)生骨形成蛋白1促進(jìn)骨、肌腱、軟骨的損傷修復(fù)；

促血管再生因子可用于缺血性疾病的治療第6頁(yè),共27頁(yè)，星期六，2024年，5月

MSCs定向遷移至病變部位（趨向性、歸巢現(xiàn)象）

體內(nèi)植入的MSCs在損傷組織局部微環(huán)境的作用

下，穿越血管內(nèi)皮細(xì)胞，遷移定位于損傷部位并

分化為相應(yīng)的組織細(xì)胞參與組織修復(fù)。MSCs分泌多種細(xì)胞因子，包括生長(zhǎng)因子、趨化因子、黏附分子等，并通過(guò)這些因子調(diào)節(jié)細(xì)

胞外環(huán)境、誘導(dǎo)細(xì)胞歸巢。

遷移的發(fā)生有賴于不同細(xì)胞因子和受體的相互作

用。

如SDF-1（基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1）

/CXCR4、MCP1/CCR2、HGF（肝細(xì)胞生長(zhǎng)因子）/c-Met、

VEGF/VEGFR、PDGF/PDGFR、等。第7頁(yè),共27頁(yè)，星期六，2024年，5月MSCs具有向惡性腫瘤趨化的特性腫瘤微環(huán)境中趨化因子、生長(zhǎng)因子等均參與誘導(dǎo)MSCs的募集或歸巢。主要步驟：①M(fèi)SCs附著于血管內(nèi)皮腫瘤組織中TNF-α表達(dá)上調(diào)使MSCs的黏附分子VCAM-1呈高表達(dá)，促進(jìn)MSCs黏附于血管內(nèi)皮細(xì)胞。②腫瘤部位趨化因子高表達(dá)腫瘤組織中趨化因子SDF-1、CXCL7、CXCL6、CXCL5等呈高表達(dá)，吸引MSCs定向遷移至病灶處。第8頁(yè),共27頁(yè)，星期六，2024年，5月

通過(guò)不同的細(xì)胞因子和受體水平的變化，調(diào)節(jié)MSCs的遷移速率和方向，而追蹤腫瘤細(xì)胞在腫瘤原發(fā)及轉(zhuǎn)移部位的遷移、聚集。

應(yīng)用細(xì)胞工程技術(shù)將MSCs改造成為各種抗腫瘤成分的載體，使其能攜帶抗癌細(xì)胞因子、溶瘤病毒、抗腫瘤藥物納米微粒、抗癌藥物前體轉(zhuǎn)化因子等成分，在其注入實(shí)驗(yàn)體后遷移至腫瘤原發(fā)灶或轉(zhuǎn)移灶并釋放目的成分，抑制腫瘤的生長(zhǎng)。MSCs在腫瘤靶向治療中的研究與應(yīng)用第9頁(yè),共27頁(yè)，星期六，2024年，5月如通過(guò)過(guò)表達(dá)增加MSCs分泌IL-12、IL-2、TSP-1、IFN-α、IFN-β、IFN-γ等抗瘤因子，能有效抑制腫瘤增殖、促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡，從而增加實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的存活率。利用表達(dá)有胞嘧啶脫氨酶的MSCs遷移聚集于腫瘤部位后，通過(guò)此酶的轉(zhuǎn)化作用使注入體內(nèi)無(wú)毒的前藥5-FC(5氟胞嘧啶）轉(zhuǎn)化形成5-FU，在腫瘤部位發(fā)揮抗癌作用。第10頁(yè),共27頁(yè)，星期六，2024年，5月如極具侵襲性的腦多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤，腫瘤易擴(kuò)散至周圍腦實(shí)質(zhì)細(xì)胞，現(xiàn)有的藥物難以實(shí)現(xiàn)有效靶向。利用MSC的腫瘤靶向及尋找轉(zhuǎn)移灶的特性，可使用基因修飾的MSC作為手術(shù)后的佐劑，清除殘余腫瘤細(xì)胞及遷移的瘤細(xì)胞。利用MSCs的特性，通過(guò)細(xì)胞載藥的形式可以實(shí)現(xiàn)紫杉醇等經(jīng)典小分子抗腫瘤藥物的主動(dòng)靶向效果以提高療效。第11頁(yè),共27頁(yè)，星期六，2024年，5月MSCs靶向治療存在的風(fēng)險(xiǎn)

異位的組織分化定植于腎臟的MSCs可能分化為脂肪細(xì)胞使腎小球出現(xiàn)脂肪化；定植于肺部的細(xì)胞可能在后期出現(xiàn)骨樣的病灶。

免疫抑制作用

MSCs的惡性轉(zhuǎn)化、促瘤因子的分泌可能影響和促進(jìn)腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移。第12頁(yè),共27頁(yè)，星期六，2024年，5月目前，關(guān)于MSCs是否具有抗腫瘤效應(yīng)仍存爭(zhēng)議。有研究者認(rèn)為：鑒于MSCs在腫瘤發(fā)生發(fā)展過(guò)程中的不確定性，目前將其應(yīng)用于惡性腫瘤的藥物研發(fā)還為時(shí)過(guò)早。第13頁(yè),共27頁(yè)，星期六，2024年，5月

1994年Lapidot等發(fā)現(xiàn)人急性髓性白血病(AML)部分細(xì)胞具有干細(xì)胞的表面標(biāo)志CD34+/CD38-。1997年Bonnet等在AML中分離出極少數(shù)具有CD34+/CD38-表面標(biāo)志、成瘤性較強(qiáng)的一類細(xì)胞。2003年Hajj首次分離出表型為CD44+/CD24-的乳腺癌干細(xì)胞，首次證實(shí)了實(shí)體瘤中腫瘤干細(xì)胞的存在。4、腫瘤干細(xì)胞（CancerStemCells，CSCs）第14頁(yè),共27頁(yè)，星期六，2024年，5月

腫瘤干細(xì)胞（CSC）是腫瘤組織中存在的極少量具有自我更新、無(wú)限增殖能力和強(qiáng)致瘤性的一類干細(xì)胞，它在腫瘤發(fā)生、耐藥、復(fù)發(fā)、侵襲和轉(zhuǎn)移中發(fā)揮著重要作用。

第15頁(yè),共27頁(yè)，星期六，2024年，5月不同腫瘤類型的CSCs表面標(biāo)志物CD15第16頁(yè),共27頁(yè)，星期六，2024年，5月CSCs的生物學(xué)特性

自我更新

CSCs具有無(wú)限增殖能力，通過(guò)自我更新維持腫瘤的持續(xù)生長(zhǎng)，CSCs積累了所在腫瘤的基因突變，正是這些基因突變導(dǎo)致了腫瘤細(xì)胞的過(guò)度增殖，乃至轉(zhuǎn)移、擴(kuò)散。

多向分化能力

惡性膠質(zhì)瘤標(biāo)本及細(xì)胞株U251中CD133+細(xì)胞可分化為神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞；CSC還能分化為血管內(nèi)皮細(xì)胞；

第17頁(yè),共27頁(yè)，星期六，2024年，5月CSCs具有強(qiáng)致瘤性

①CSCs在體外克隆形成能力

②CSCs在免疫缺陷動(dòng)物體內(nèi)的腫瘤形成能力

CSCs較非腫瘤干細(xì)胞具有更高的成瘤潛能。如：每只NOD/SCID小鼠接種100個(gè)CD44+/CD24-或CD24低表達(dá)的乳腺癌干細(xì)胞，在接種后6個(gè)月內(nèi)形成腫瘤；而每只接種1×104個(gè)乳腺癌非腫瘤干細(xì)胞的小鼠在相同時(shí)間內(nèi)并未形成腫瘤。第18頁(yè),共27頁(yè)，星期六，2024年，5月①CSCs大多數(shù)處于有絲分裂的靜止期（G0），可躲避針對(duì)增殖期細(xì)胞起效的常規(guī)化療藥物的攻擊而得以生存；②CSCs高表達(dá)ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體（ATP-bindingcassettetransporter，ABC）MDR、ABCG2

由ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體介導(dǎo)的藥物外排作用可保護(hù)CSCs免受細(xì)胞毒性藥物的損傷，從而降低CSCs對(duì)化療藥物的敏感性，甚至形成對(duì)化療藥物的耐受。

CSCs具有多重耐藥性第19頁(yè),共27頁(yè)，星期六，2024年，5月③CSCs具有較強(qiáng)的DNA自我修復(fù)能力當(dāng)腫瘤干細(xì)胞受到不同原因引起的損傷后，會(huì)啟動(dòng)p53、ATM-Chk2、ATR-Chk1等DNA損傷應(yīng)答通道，從而引發(fā)細(xì)胞周期阻滯，確保受損傷細(xì)胞完成自我修復(fù)。④CSCs所處的微環(huán)境有助于其逃避藥物殺傷⑤

CSCs的抗凋亡基因表達(dá)增強(qiáng)導(dǎo)致凋亡逃逸第20頁(yè),共27頁(yè)，星期六，2024年，5月

靶向CSC在腫瘤治療中的研究與應(yīng)用

①靶向CSCs的微環(huán)境

使腫瘤干細(xì)胞喪失賴以保持其干性的生存環(huán)境。

靶向SDF-1（CXCL12)/CXCR4信號(hào)軸治療白血??；CXCR4拮抗劑，如普樂沙福和T14003等，可削弱腫瘤-基質(zhì)間的相互作用，誘導(dǎo)白血病細(xì)胞從骨髓基質(zhì)微環(huán)境中遷移出來(lái)，從而增加白血病細(xì)胞對(duì)細(xì)胞毒性藥物的敏感性。抑制腫瘤血管生成的酪氨酸激酶受體抑制劑類藥物（sorafenib，sunitinib）降低微環(huán)境血管密度，間接影響CSCs的活性。第21頁(yè),共27頁(yè)，星期六，2024年，5月

②靶向阻止CSCs信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

多種CSCs中存在NF-?B、JAK/STAT、PI3K/Akt/mTOR、Wnt、Notch、Hedgehog（Hh）等信號(hào)通路的異常激活如靶向Hedgehog信號(hào)通路的小分子抑制劑GDC-0449即Erivedge（Smo蛋白拮抗劑），它通過(guò)抑制Smo蛋白阻斷Hh信號(hào)向下游傳導(dǎo)而起作用，適用于皮膚基底細(xì)胞瘤的治療。

BBI608（Napabucasin，JAK/STAT3通路的抑制劑）是首個(gè)針對(duì)高度惡性腫瘤干細(xì)胞和其它各種癌細(xì)胞的口服小分子抗癌藥物，主要適應(yīng)晚期胃腸道惡性腫瘤的治療，目前正進(jìn)行結(jié)直腸癌、胰腺癌的臨床治療研究。如抑制Notch信號(hào)通路的γ-secretaseinhibitors(GSIs)和單克隆抗體。第22頁(yè),共27頁(yè)，星期六，2024年，5月③

靶向ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體的治療

如ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白抑制劑MS-209、VX-710和Tariquidar可同時(shí)抑制P-gp和MRP1(多重耐藥蛋白1)等，通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)水平增強(qiáng)腫瘤干細(xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性，以克服腫瘤的耐藥性。④以miRNA為基礎(chǔ)的分子靶向腫瘤治療某些miRNA既可參與維持CSCs，也參與腫瘤的浸潤(rùn)和轉(zhuǎn)移過(guò)程。miRNA在正常干細(xì)胞和CSCs的表達(dá)是不同的。第23頁(yè),共27頁(yè)，星期六，2024年，5月

miR-199a在異種移植模型中通過(guò)下調(diào)CSCs標(biāo)志物CD44的表達(dá)而抑制腫瘤。

但有些miRNA具有致癌性，如miR-125、miR-9、miR-30、miR-21、miR-215等。

miR-214在卵巢腫瘤干細(xì)胞中高表達(dá)，并通過(guò)抑制p53/Nanog通路賦予卵巢腫瘤干細(xì)胞自我更新和耐藥的特性。miR-214可成為卵巢癌靶向治療的靶點(diǎn)。第24頁(yè),共27頁(yè)，星期六，2024年，5月針對(duì)CSCs特定的表面標(biāo)志因腫瘤干細(xì)胞表面存在著一些有別于普通腫瘤細(xì)胞的特

異性標(biāo)志物（例如：CD133、ABCG2、OCT4、CD123、CD33等），采用特異性抗體靶向殺傷CSCs，

為根治腫瘤提供了又一新的途徑.⑤誘導(dǎo)CSCs分化或CSCs的靶向清除。在體內(nèi)外誘導(dǎo)分化劑的作用下，CSCs向正常