阅读导语
很多时候,你经历过的疲劳、疼痛、皮肤问题、消化系统不适、头痛或其他慢性症状,可能都和炎症有关。炎症是人体的一种防御机制,用来抵御外来病原体、毒素、过敏原和其他伤害,是先天性(非特异性)免疫力的重要组成部分。
炎症(inflammation)就是平时人们所说的“发炎”,是机体对于刺激的一种防御反应。本质就是免疫细胞和其他非免疫细胞的激活,通过消除病原体和促进组织修复和恢复来保护宿主免受细菌、病毒、毒素和感染的侵袭。
炎症大致可以分为急性(acute inflammation)和慢性炎症(chronic inflammation)。急性炎症在生活中很常见,当我们的皮肤被刺破、划破时,不一会儿伤口就会“红肿热痛”,这是炎症的外在表现。那些在身体表面保护我们的组织,如皮肤、粘膜等,当这些组织被破化后,就会释放趋化因子,告诉免疫系统快来战斗。
▲组织受到损伤会激发炎症反应
急性炎症高效解决问题,战斗结束就走人,不产生长期后果,所以可以认为急性炎症是好炎症。而与之相反的慢性炎症,不能正确引导免疫系统分辨“自己”和“异己”,持续数月、数年甚至数十年,长期摧残身体正常细胞,导致免疫耐受奔溃,增加人们患各种非传染性疾病的风险。
▲慢性炎症细胞浸润有癌变的风险
持续存在的慢性炎症,可能成为很多身体疾病的根源。现代人的生活,普遍存在运动不足、不良饮食、过度压力、环境和工业毒物等问题,这些因素都是慢性炎症的最大贡献者。当这类炎症达到一定程度时,就会增加患糖尿病、心脏病、中风、痴呆、抑郁症、癌症或自身免疫性疾病的机率。
癌症的“引路人”
根据国际癌症研究中心(CIRC)的一项报告显示,世界上1/6的癌症是由细菌、病毒感染引起的,这些感染便是我们俗称的“炎症”。炎症在发展过程中会产生一种细胞因子,它能促进血管生长,从而为肿瘤带来氧气和营养。此外,该过程还可能产生自由基,进一步损害DNA。90%的癌症患者死于肿瘤转移,而炎症带来的副作用正好有助于肿瘤的发生和转移。
危及心血管健康
血管中脂肪斑块的形成会引发慢性炎症,吸收白细胞,斑块逐渐长大,形成血栓,最终导致心脏病发作。
阿尔兹海默症
炎症反应的过程,还可能导致神经系统细胞的损伤。北京大学基础医学院免疫学系教授王月丹表示,患有慢性炎症的中年人随着年龄的增长会引发记忆力和思维问题,增加早老性痴呆发生的概率。
自身免疫性疾病
常见的自身免疫性疾病有糖尿病、类风湿关节炎、银屑病、炎症性肠病等,就拿类风湿关节炎来说,其特征是慢性滑膜炎症对骨和软骨进行破坏,具有高致畸性和残疾率。
慢性炎症的危害重重,但除非这种炎症与某种健康状况相关,否则主流医学并不会主动干预低度炎症或慢性炎症,那么我们只能认命地等待衰老的“苦果”吗?
当然不是,就日常而言,我们可以改变自己的饮食习惯及生活方式去预防炎症,而随着再生医学的蓬勃发展,在医学上,我们也拥有了与慢性炎症“扳手腕”的力量。
在与炎症拉扯的战役中,负责“冲锋陷阵”的便是研究热门的——间充质干细胞(MSC)。
早在2018年初,《Nature》子刊就发现了一种抗炎因子(CD200)在胎盘间充质干细胞中高度表达,既抑制了抗炎因子的产生,又增加了抗炎因子和免疫调节因子的形成,从而发挥了疾病治疗的作用。
这是一类具有自我更新及多向分化潜能的细胞,其可分化为多种细胞的“变身能力”总被津津乐道,但这里我们要提到的是另外两个特性——免疫调节及趋炎性,它们仿佛为征服炎症而量身定造,让干细胞一跃成为“炎症的征服者”。
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免疫调节功能
MSC是天生的免疫豁免细胞,它不表达白细胞抗原HLA-DR,仅表达可以忽略的HLA-A、HLA-B。这种特性让MSC即使进入不同个体,也能逃过宿主的T细胞识别检测—这是MSC能作为药物,发挥免疫调节功能的一大前提。
说回免疫调节功能本身,大量研究表明,MSC到达炎症现场后,可以调节多种免疫细胞,如巨噬细胞、嗜中性粒细胞、肥大细胞、树突细胞和自然杀伤性细胞等
▲ 干细胞调控免疫系统示意图
一方面,MSC能够通过分泌趋化因子(CCL5、CXCL10),生长因子(TGF、HGF)以及抗炎小分子(NO、PGE2)等,抑制炎症反应及炎症相关细胞TH1和TH17、浆细胞、促炎性M1巨噬细胞、自然杀伤性细胞及中性粒细胞的迁移、增殖。
另一方面,MSC可以通过促进具有抑制过度免疫功能的细胞,如调节性T细胞和B细胞、抗炎性M2巨噬细胞,以及未成熟树突状细胞的产生,来达到调节免疫,减缓炎症的效果。
事实上,除了能调节低级别的炎症,MSC还被应用于其他的免疫问题场景,在诸如移植物抗宿主病、系统性红斑狼疮、炎症性肠病、过敏性鼻炎等疾病上都有建树。
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趋炎性
如果说免疫调节是治疗炎症的原子弹,那么“趋炎性”就其自带的GPS定位装置。
细胞间质及其中的体液成分,共同参与构成了细胞生存的“微环境”,微环境的稳定是维持着细胞增殖、分化、代谢和功能活动的重要条件。
然而炎症爆发后,这种平衡就被打破了。受损部分会表达不同的趋化因子、黏附因子等信号分子,而正是这些信号分子将MSC吸引到了炎症现场。
首先在局部注射中,MSC会通过趋化因子浓度梯度被引导至受损部位,这种情况被称为非系统归巢。
而说到黏附因子(如VCAM-1),主要涉及系统性归巢,它就像在血液中游走的巡逻兵,会与经过的干细胞上的“VLA-4”(α4(itga4)和β1(itgb1)亚基组成)进行结合,以扣住干细胞,使它去往该去的地方。
除了以上两大类信号分子,还可能有生长因子,比如PDGF-AB(血小板衍生生长因子)、IGF-1(胰岛素样生长因子);炎症因子,比如TNF-a(肿瘤坏死因子a)、IL-8(白介素8)等,共同参与促进干细胞的趋炎性。让MSC仿佛自带GPS一般,即使是面对全身性慢性炎症,也能精准到达炎症现场,发挥功效。
近年来,干细胞已被广泛应用于免疫相关疾病的治疗研究中,并且取得了很大的进展。干细胞具有高度自我更新能力和多向分化潜能,并且有强大的组织修复和免疫调节能力,在自体免疫性疾病方面的治疗极具应用价值。大量研究证实,干细胞可以通过旁分泌机制以及干细胞与免疫细胞间的相互作用, 介导调节免疫反应平衡, 最终促使局部炎症反应下调, 减轻组织炎症损伤。
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