肝再生研究中间充质干细胞及其外泌体的运用综述,细胞生物学论文.docx

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1、肝再生研究中间充质干细胞及其外泌体的运用综述,细胞生物学论文摘 要： 背景：已有很多研究表示清楚了间充质干细胞在疾病治疗和再生医学领域具有广阔的应用前景，另外，除了间充质干细胞本身，来源于间充质干细胞的外泌体也成为研究者关注的热门，有望成为新的疾病诊疗方式方法。目的：综述间充质干细胞及其外泌体在肝再生领域中的应用、挑战及前景，深切进入了解其发挥作用的治疗机制。方式方法：以“mesenchymal stem cells,MSCs,exosomes,liver,regenerate “间充质干细胞，外泌体，肝，再生 为检索词，检索PubMed数据库、万方数据库、CNKI数据库中发表的相关文献，通过

2、挑选整理，排除与研究内容无关的文献、重复性研究和过早发表的文献，最终保存85篇文献进行综述。结果与结论：通过对现有的研究总结了间充质干细胞及其外泌体能够发挥肝脏保卫作用并延缓疾病进展，详细机制包括减少肝细胞凋亡、调节自噬、改善炎症反响、改善氧化应激、抑制纤维化、促进血管生成等，可作为肝损伤相关疾病治疗研究的新方向。 本文关键词语 : 干细胞;间充质干细胞;外泌体;肝再生;机制;综述; Abstract： BACKGROUND: Many studies have shown that mesenchymal stem cells have broad application prospects

3、 in the field of regenerative medicine. In addition to mesenchymal stem cells themselves, exosomes derived from mesenchymal stem cells have also become the focus of researchers attention, which brings new ideas for the treatment of diseases.OBJECTIVE: To review the application, challenge and prospec

4、t of mesenchymal stem cells and their exosomes in the field of liver regeneration, and to further understand their therapeutic mechanism.METHODS: With the search terms of “mesenchymal stem cells, MSCs, exosomes, liver, regenerate , relevant articles published in PubMed database, Wanfang database and

5、 CNKI database were searched. Through screening and sorting, the articles unrelated to the research content, repetitive studies and early published articles were excluded. Finally, 85 articles were reserved for review.RESULTS AND CONCLUSION: Mesenchymal stem cells and their exosomes can play a prote

6、ctive role in the liver and delay the progress of the disease. The specific mechanisms include reducing hepatocyte apoptosis, regulating autophagy, improving inflammatory response, improving oxidative stress, inhibiting fibrosis, and promoting angiogenesis, which can be used as a new direction for t

7、he treatment of liver injury related diseases. Keyword： stem cells; mesenchymal stem cells; exosomes; liver regeneration; mechanism; review; 文题释义： 外泌体：是直径为30-150 nm的脂质双层构造囊泡，几乎所有类型的细胞都能分泌，含有DNA、RNA、mRNA、miRNA、蛋白质等，在细胞间信号传递中起着重要的作用。外泌体在介导细胞间信息传递、产生免疫耐受及组织修复再生等方面发挥作用。 肝再生：包括肝本质细胞再生和肝组织构造重建，肝细胞在再生中起重要作

8、用，多种细胞因子和生长因子通过不同机制对其进行调控。 0、引言Introduction 由于肝脏的内源性再生和修复能力强，越来越多的研究表示清楚，干细胞在治疗肝病相关研究中显示出了诱人的应用前景，其具有自我更新、多向分化、免疫调节等特性，在动物模型和临床试验中已经证实了干细胞具有改善肝功能的作用，是将来肝病治疗的新方向，尤其为终末失代偿期肝硬化和急性肝衰竭患者提供了一种全新的治疗策略，然而干细胞促进肝再生和改善肝功能确实切机制尚不清楚。当前临床转化应用较多的是间充质干细胞，其不仅具有多谱系分化的多能干细胞特性，还具有潜在免疫抑制、抗炎和提供营养成分等特性。另外，近年来间充质干细胞的分泌功能越来

9、越遭到重视，间充质干细胞来源外泌体是间充质干细胞在静息或活化状态下释放到细胞外基质中的膜性小囊泡，其作为重要的信号传导介质，有效转运蛋白质和各种DNA、RNA、mRNA、miRNA等至靶细胞，调控靶细胞的生物学功能和组织再生修复，是一种新的无细胞治疗策略，是细胞疗法和组织工程学的重要发现，并可能在再生和个性化医学中得到应用1,2。文章主要综述间充质干细胞及其外泌体在肝再生领域中的应用、挑战及前景，深切进入了解其发挥作用的治疗机制。 1 、资料和方式方法Data and methods 1.1、 资料来源 文献进行综述，见图1。 2 、结果Results 2.1、 间充质干细胞及其外泌体的生物学

10、特性 间充质干细胞是一类存在于各种组织，如骨髓、脂肪、脐带、胎盘、羊水中具有多向分化能力的细胞，有分化为骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞、神经元样细胞和肝细胞样细胞的潜力3,4,5,6，除此之外它还具有独特的免疫调节特性7，这些特点使它用于治疗急、慢性肝损伤成为可能。 图1|文献挑选流程图 外泌体是一类直径为30-150 nm的膜囊泡，近年来与外泌体相关的研究数量呈指数增长，其是一种重要的细胞间通讯工具，在各种生理和病理经过中发挥着重要的生物学作用，间充质干细胞源性外泌体主要是通过收集间充质干细胞上清液，然后使用超速离心法、凝胶色谱法、超滤法、免疫磁珠法和试剂盒提取，间充质干细胞来源外泌体具有一些共

11、同的特性，可能通过抗炎、抗细胞凋亡、促进细胞再生等共同机制发挥作用8,9,10。 2.2 、不同来源间充质干细胞及其外泌体对肝细胞再生的影响 2.2.1 、骨髓间充质干细胞及其外泌体对肝细胞再生的影响 骨髓间充质干细胞能直接分化产生新的肝细胞样细胞，通过分泌营养因子促进组织修复，本身为低免疫原性并能调节免疫反响，以及具有抗纤维化特性和抑制肝星状细胞激活能力等。研究表示清楚，将带有示踪标记的骨髓间充质干细胞移植给肝损伤小鼠，受体小鼠新生成的肝细胞可同时表示出供体鼠和受体鼠的基因，提示骨髓间充质干细胞可与内源性肝细胞融合并改善肝细胞功能11。体外实验还证实，骨髓间充质干细胞在与肝细胞共同培养时可发

12、生融合，融合细胞能进入减数分裂期，但细胞融合的发生频率低，融合细胞的发育潜能有限。还有研究表示清楚，骨髓间充质干细胞植入肝损伤模型大鼠体内可同时表示出肝细胞外表标志和间充质干细胞外表标志，提示骨髓间充质干细胞可转化为肝脏干细胞12；近年来，较多的研究者开展了关于骨髓间充质干细胞治疗肝脏损伤性疾病的研究，并获得了较好的效果。许烂漫等13采用D-氨基半乳糖诱导建立急性肝衰竭大鼠模型24 h后，尾静脉注射骨髓间充质干细胞悬液1 mL，分别在1,2,3,7,14 d取大鼠血标本和肝组织检测相关指标，结果显示骨髓间充质干细胞移植可改善肝功能，促进肝再生，Treg细胞可能介入介导了骨髓间充质干细胞的负向免

13、疫调节功能。李东良等14研究表示清楚粒细胞集落刺激因子发动自体骨髓间充质干细胞及同种异体大鼠骨髓间充质干细胞移植均有促进极量肝切除大鼠肝再生和肝功能恢复的作用，但二者联合应用未显示出协同作用。研究表示清楚，骨髓间充质干细胞还能够通过旁分泌效应分泌肝细胞生长因子、成纤维细胞生长因子、表皮生长因子、血管内皮生长因子等细胞因子介入肝再生，有效促进肝细胞增殖15，有学者发现是分离的外泌体中含有丰富的可溶性生物活性因子，提高其治疗肝衰竭的潜力16。同样，骨髓间充质干细胞来源外泌体移植后有效抑制了急性肝衰竭模型大鼠的肝细胞凋亡以及促进了肝再生17,TAN等18研究表示清楚骨髓间充质干细胞来源外泌体可明显减

14、轻CCl4诱导的小鼠肝损伤。进一步通过醋氨酚和过氧化氢在体外诱导肝细胞损伤实验来验证：与非外泌体治疗组相比，外泌体治疗组的细胞活力显着提高，对毒物诱导的肝损伤具有保卫作用。ZHAO等19建立D-氨基半乳糖和脂多糖诱导肝细胞损伤和凋亡模型，研究发现骨髓间充质干细胞来源外泌体能对肝细胞发挥保卫作用。RONG等20建立CCl4诱导大鼠肝纤维化模型，通过尾静脉给予骨髓间充质干细胞及其外泌体，4周后对组织病理学、肝功能和炎性细胞因子等进行了分析，结果显示骨髓间充质干细胞及其外泌体均可有效减轻肝纤维化，且骨髓间充质干细胞来源外泌体优于骨髓间充质干细胞。固然骨髓间充质干细胞及其外泌体能有效地减轻肝损伤，但机

15、制尚需进一步研究，以发挥更好的治疗效果，促进再生医学中的肝再生。 2.2.2、脂肪间充质干细胞及其外泌体对肝细胞再生的影响 研究表示清楚，脂肪间充质干细胞和骨髓间充质干细胞具有类似的形态和多向分化能力，表型类似(CD29和CD90表示出，CD11b和CD45不表示出)，肝向诱导后，二者在形态学上呈圆形和上皮样改变，分化为肝细胞样细胞，具有类似的白蛋白、细胞角蛋白18、细胞角蛋白19、甲胎蛋白和细胞色素P450的表示出21。与骨髓间充质干细胞不同，脂肪间充质干细胞的增殖分化能力不会随着供者年龄的增加而降低。朱希山等22,23一系列实验研究表示清楚，脂肪来源和骨髓来源的间充质干细胞在细胞表型上类似

16、，只要CD106的表示出有差异，脂肪来源间充质干细胞增殖速率比骨髓间充质干细胞快，在一样体积的脂肪组织中能够得到的干细胞前体细胞数量是骨髓的10倍以上，提示脂肪组织是一个更有应用前景的干细胞来源。 脂肪间充质干细胞具有向肝细胞分化的能力，是一种可靠的替代性细胞来源，具有明显的伦理和实用优势。众所周知，干细胞的分化方向取决于它们所处的特定微环境，即它们的“诱导状态 。脂肪间充质干细胞经某些细胞因子刺激或在肝脏受损内环境中，能够向肝细胞样细胞分化。2005年，SEO等24初次报道，经肝细胞生长因子和抑瘤素M刺激后，脂肪间充质干细胞可诱导为肝细胞样细胞。后来的研究表示清楚，激活素A、成纤维细胞生长因

17、子4、地塞米松、胰岛素-转铁蛋白-亚硒酸钠和骨形态发生蛋白2也起到了肝细胞生长因子的作用25,26,27。脂肪间充质干细胞诱导分化的肝细胞样细胞表示出肝脏特异性基因，包括通过实时聚合酶链反响检测到的甲胎蛋白、各种细胞色素P450亚型、白蛋白和尿素氮，以及肝细胞特异性细胞外表标记物，如细胞角蛋白8等28,29。除此之外，脂肪间充质干细胞诱导分化的肝细胞样细胞具有与肝细胞类似的生理功能，将其移植到动物模型中，能在损伤的肝脏内定居，改善肝功能29。史光军等30经肝衰竭模型大鼠尾静脉注射DAPI标记的人脂肪间充质干细胞(3.0106个)，结果可见人脂肪间充质干细胞迁移至大鼠肝、肺组织，促进肝细胞再生及

18、肝功能恢复。DENG等31用硫代乙酰胺建立急性肝衰竭模型，经脾内或静脉注射加强型绿色荧光蛋白转基因小鼠腹股沟脂肪垫中分离的脂肪间充质干细胞，结果显示在脾内途径和静脉途径之间未观察到显着差异，移植的脂肪间充质干细胞具有向肝细胞样细胞分化的潜能；除此之外，移植细胞能很好地整合到损伤的肝脏中，并产生白蛋白和细胞角蛋白8，讲明脂肪间充质干细胞可能是治疗急性肝衰竭的一个潜在选择。LIU等32将开放获取文章，根据(知识分享许可协议“署名-非商业性使用-一样方式分享4.0 条款，在合理引用的情况下，允许别人以非商业性目的基于原文内容编辑、调整和扩展，同时允许任何用户阅读、下载、拷贝、传递、打印、检索、超级链

19、接该文献，并为之建立索引，用作软件的输入数据或其它任何合法用处。 以下为参考文献 1 LOU G, CHEN Z, ZHENG M, et al. Mesenchymal stem cell-derived exosomes as a new therapeutic strategy for liver diseases. Exp Mol Med.2021;49(6):e346. 2 ZHAO T, SUNF, LIU J, et al. Emerging Role of Mesenchymal Stem Cellderived Exosomes in Regenerative Medicin

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