间充质干细胞及其培养上清、融冻产物对脐血CD34+细胞扩增及分化作用的研究

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造血干/祖细胞移植己成为治疗难治性血液病、免疫缺陷病、恶性肿瘤最有效措施之一,它包括骨髓移植(Bone marrow transplantation,BMT)、外周造血干细胞移植(Peripheral blood stem cell transplantation,PBSCT)、脐血造血干细胞移植(Umbilical cord blood transplantation,UCBT)。自1988年Gluckman等采用UCBT成功地治疗了1例患Fanconi贫血的5岁患儿以来,脐血移植已成为造血干细胞移植的主要方法之一,全世界已超过9000余例,其中90%以上为小儿病例。 相对骨髓及外周血造血干细胞(Hematopoietic stem cell,HSC)而言,脐血来源丰富,采集方便,携带巨细胞病毒和EB病毒机率低,人类白细胞抗原(humam leucocyte antigen,HLA)配型要求较低,移植时容易找到供者,且移植后移植物抗宿主病(Graft-versus-host disease,GVHD)发生率低、严重程度低等优点,已被认为是造血干细胞移植的新的干细胞来源。 UCBT。也有其自身的缺陷,因为移植物中干/祖细胞量,特别是每公斤体重有核细胞量,是受体能否重建造血及免疫的关键。此外移植物中免疫细胞的组成和功能也是决定移植后能否重建造血及平衡GVHD和移植物抗白血病(Graft verstlsleukemia, GVL)效应的重要因素。脐血中有核细胞数量少,通常只及骨髓的1/10,单份脐血所含有的造血细胞量仅可以满足体重40kg以下患者需求,对大部分成人患者来说,单份脐血有核细胞量不足,限制了其在成人患者中的应用,且移植失败后没有机会再进行同一供体造血干细胞移植补救和供者淋巴细胞输注增强GVL效应。脐血含有比骨髓细胞更原始、更早期的造血干细胞群,且脐血T淋巴细胞较原始,抗原表达弱,移植后的GVHD发生率及严重程度都比骨髓及外周血要低。但近十几年的临床经验也证实,由于脐血有核细胞量少,干/祖细胞原始,高达10%-20%的脐血移植未能植入,且UCBT后造血重建比骨髓移植明显延迟,从而增加了移植失败率、移植早期相关合并症发生率、成份输血频率及时间、死亡率等。因此,如何促进UCBT的植入及加速移植后的造血及免疫重建是急需解决的关键问题。近年来的主要研究进展有:1、细胞因子诱导下体外扩增脐血干细胞;2、双份脐血移植;3、脐血和间充质干细胞(Mesenchymal stem cell,MSC)联合移植。 UCBT植入延迟原因之一为输注的造血干/祖细胞,特别是造血祖细胞过少所致,通过体外多种造血生长因子联合培养,扩增脐血造血祖细胞,将有望缩短造血重建的时问。近年来的研究发现,采用MSCs为滋养层,联合造血生长因子的扩增体系,能显著扩增CD34+细胞的集落形成细胞(colony forming cells,CFCs)和长期培养起始细胞(long-term culture initiating cell,LTC-IC),扩增产物进行体内移植能加速受体造血恢复,并在受体内长期植入。进一步的研究证实,造血干细胞移植的失败和造血恢复的延迟与放/化疗预处理导致受体骨髓造血微环境的严重破坏密切相关。健全的骨髓造血微环境对HSC的植入及造血恢复有着极其重要的意义。MSC是骨髓造血微环境中的干细胞之一,具有高增殖、低免疫源性和多向分化的潜能。它可以通过释放各种细胞因子,表达多种黏附分子、细胞外基质蛋白,调节造血干细胞表面黏附分子表达,促进其粘附、归巢等,加速造血重建。 我们的基础和临床研究证实,MSC和脐血联合移植,明显加速受体造血重建。近年的研究还证实,MSC不但可加速造血重建,可抑制T细胞的增殖,MSC的联合移植可减少GVHD的发生。因此,MSC与脐血HSC共移植可能是解决脐血移植后造血、免疫重建延迟有效方法之一。既往MSC的联合移植,我们均采用活细胞输注的方法,由于MSC培养时机、细胞活性保存以及是否存在致瘤性的问题,给MSC临床应用带来很大的不方便。此外,到目前为止,MSC加速造血恢复及抑制GVHD的具体机制如何,尚未明确。为此,寻求MSC的有效成份,例如MSC的培养上清、MSC的多肽蛋白等,来替代活细胞的作用,使MSC更安全、方便的使用于临床,成为新的研究焦点。本实验试图通过比较含MSC培养上清、MSC裂解产物及MSC的不同扩增体系对人脐血CD34+细胞的扩增效果从而初步了解MSC相关产物对脐血CD34+细胞增殖及分化的影响,从而进一步阐明MSC的作用机制并为MSC及其制品更方便应用于临床提供实验基础。
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