脂肪干细胞在周围神经损伤修复中的作用

脂肪干细胞在周围神经损伤修复中的作用

廉丽娜

黑龙江省医院

摘要：周围神经损伤后的修复一直是困扰临床的难题。虽然周围神经系统有自身的自我修复能力，但是对于近端的损伤，或者是大段的神经缺损来说，要想完全的恢复是非常困难的。近几年，以脂肪干细胞为基础的细胞疗法为研究对象，为周围神经的修复提供了新的希望。目前已有的研究表明，脂肪干细胞在周围神经损伤修复中发挥了重要的功能，但其具体的分子机制尚不清楚。因此，本项目拟通过体内外实验，系统研究ADSCs对神经再生的影响，并深入研究ADSCs对神经再生的影响及其可能的分子机制。

关键词：脂肪干细胞；周围神经；损伤；再生机制

1向类雪旺细胞分化作用

脂肪干细胞（ADSCs）是一类可分化为脂肪、骨、软骨等多个器官的干细胞。研究人员将脂肪干细胞用于周围神经损伤的治疗，目的在于通过脂肪干细胞能够向施万样细胞（Shwann cells）定向分化，从而使脂肪干细胞能够在动物模型中成为施万样细胞，并具有一定的生物活性。Kingham等人首次发现脂肪干细胞可以向类似雪旺细胞表型分化。我们前期研究发现，脂肪干细胞（ADSCs）在胶质细胞（GFAP）诱导的有丝分裂/分化因子（p75）诱导的NF-κB活化。其他学者也采用相似的方式在ADSCs上实现了雪旺细胞标志分子的高表达。此外，曼托瓦尼等人还在体外进行了相关的实验。

我们前期研究发现，在大鼠脊髓损伤模型中，TLRP22、TLR2和TLR4等基因的表达均显著升高，提示TLR可能是TLR3信号通路的关键分子。Wei等人在离体实验中发现，ADSCs可以向脊髓损伤后的脊髓损伤部位分化，而非分化的ADSCs却不能向脊髓损伤后的脊髓损伤部位分化。虽然已有研究表明，脂肪干细胞（ADSCs）可分化为Schwann细胞，并与神经元共培养，但在动物模型中，脂肪干细胞（ADSCs）在受损部位并不存在分化为Schwann细胞的现象。因此，脂肪干细胞（ADSCs）移植后在体内的结局都需要更深层次的探讨，成为今后的研究热点。

3血管形成作用

血管生成在周围神经损伤修复中起着关键作用。然而，脂肪干细胞能够通过分泌VEGF，促进血管生成。Kapur等对最近使用不同蛋白检测技术分析ADSCs分泌谱的论文进行了综述，结果显示，在不同的培养条件下，ADSCs大部分包含68种共有的蛋白成分，其中尤其需要注意的是成血管分子的高水平表达。我们前期研究发现，脂肪干细胞（ADSCs）可诱导内皮细胞（VEGF）、IGF-1（IGF-1）等表达，并参与了神经损伤修复。

缺氧可刺激脂肪干细胞（ADSCs）表达血管生成相关因子。我们前期研究发现，脂肪干细胞（ADSCs）在缺氧条件下，能够显著提高其表达VEGF、TGFβ、HGF等活性，并能显著提高其对血管生成的影响。有报道显示，脂肪干细胞（ADSCs）可通过其分泌Angiopoietin-1参与周围神经修复。有趣的是，Luo等人发现，在神经移植导管中，局部缺氧环境可以促进移植干细胞分泌VEGF，从而提高了移植细胞的生存能力，从而提高了轴突的再生。Orbay et al.研究表明，该机理导致脂肪干细胞（ADSCs）的神经导管的血管化在6个月后增加，从而加速了神经功能的修复和髓鞘化。

此外，脂肪干细胞也有向血管内皮细胞转化的可能。Nie et al.发现脂肪干细胞在缺氧或低氧条件下可同时表达ECM标志物CD31及VEGF因子。因此，脂肪干细胞（ADSCs）有可能具有向VECs或具有旁分泌作用，从而促进血管生成。

4神经元保护作用

脂肪干细胞（ADSCs）能在受损部位释放多种细胞因子，增强其存活能力。但其作用机制尚不清楚。Reid等人在动物实验中发现，脂肪干细胞（ADSCs）在神经导管中的植入能够抑制神经损伤后的凋亡因子3及其上游分子Bax的表达，而抑制凋亡因子Bcl-2的表达。在脂肪干细胞（ADSCs）中，无论其是否可诱导，其表达水平都明显下降。脂肪干细胞（ADSCs）还能上调SCs中的增殖相关分子43及活化转录因子3的表达。因此，我们提出假说：脂肪干细胞（ADSCs）在外周神经再生中对神经元具有保护作用。

5靶器官保护作用

周围神经损伤后，靶器官的修复是影响其预后的关键。特别是当周围神经受损后，其近侧的修复速度会增加，从而引起目标器官的萎缩和瘢痕的形成。但现有研究缺乏对神经损伤后目标器官的全面解析，缺乏对干细胞与目标器官的相关性的深入探讨。Schaakx等人要求将非诱导型脂肪干细胞、诱导型脂肪干细胞和原代的雪旺细胞直接注入坐骨神经横断侧的腓肠肌中。雪旺细胞及诱导性脂肪干细胞在损伤后1个月内，均有显著改善，并有显著的组织学改变，且与其功能的改善相吻合。本项目将为脂肪干细胞（ADSCs）在损伤区和靶向器官内进行神经再生提供新思路，并为其临床应用提供新思路。

6免疫调节作用

脂肪干细胞（ADSCs）是近年来发现的一种新型干细胞，对机体的免疫功能有一定的调控作用。脂肪干细胞（ADSCs）在肿瘤免疫治疗中也得到了广泛的应用。虽然在前期及临床试验中，异基因脂肪干细胞（ADSCs）对移植后的免疫抑制效果已被证实，但其免疫抑制机理仍需进一步探讨。已有研究表明，脂肪干细胞（ADSCs）的免疫调控机制可能与其分泌的细胞因子及对外周血单核细胞的调控有关。有报道显示，脂肪干细胞（ADSCs）对移植后的外周血单核细胞具有明显的抑制效应，且这种抑制效应不是由细胞间的相互作用实现的。

ADSCs和BMSCs都不能表现出HIL-DR抗原，因此，ADSCs的免疫原性较低。结果表明，该复方对小鼠的免疫功能有明显的抑制作用，对小鼠的免疫功能有明显的影响。我们前期研究发现，脂肪干细胞（ADSCs）可抑制炎性因子的分泌，并可激活抗炎因子及抗原特异的T细胞。该效应使同种或异种ADSCs无需任何免疫抑制剂即可直接移植。

脂肪干细胞（ADSCs）具有不同的免疫功能。比如，ADSCs的原、代ADSCs可以在体外诱导异源T细胞的分化，但代后ADSCs中的抗原提呈细胞可能在一定程度上解释了该现象。脂肪干细胞（ADSCs）在分化初期，可通过分泌MHCII,CD45,CD80,CD86，激活抗原提呈细胞，激活机体的免疫应答。而且，随着培养代的增多，其表面抗原也会慢慢消失。

7小结与展望

脂肪干细胞（ADSCs）可分化为雪旺细胞，促进神经再生，保护靶器官，发挥免疫调控作用。这些效应包括：血管生成，神经保护，靶器官保护，免疫调控等。脂肪干细胞（ADSCs）的旁分泌效应是其在周围神经修复中发挥重要作用的重要机制，但其在体的治疗效果仍不明确，还需深入进行研究。

课题名称：脂肪干细胞-动脉导管复合修复面神经损伤的机制研究 课题编号：20210808020306

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