间充质干细胞源性胞外囊泡调节免疫功能研究- 大数跨境

进科驰安

2016-03-15

导读：日前，芬兰科学家Kerkela E等人的研究工作，清楚地揭示了MSCs及MSC-EVs通过胞外核苷酸外切酶CD39-CD73-腺苷代谢通路调节免疫反应的机制，对于最大限度开发MSCs和MSC-EVs的

间充质干细胞（MSCs）是在机体内广泛存在的一种具有自我更新能力和多向分化潜能的组织干细胞。它不仅能够促进损伤组织的再生修复，也能够通过调控免疫细胞的增殖、分化和功能状态，调节炎症因子水平, 调节免疫功能。近年来，MSCs和各种炎症因子的互作机制得到了越来越多的关注。同时，由于MSCs被认为是产生外泌体（一种典型的胞外囊泡）能力最强的细胞，MSCs-胞外囊泡(MSC-EVs)对免疫系统的调节作用也受到了越来越多的重视。

日前，芬兰科学家Kerkela E等人的研究工作，清楚地揭示了MSCs及MSC-EVs通过胞外核苷酸外切酶CD39-CD73-腺苷代谢通路调节免疫反应的机制，对于最大限度开发MSCs和MSC-EVs的临床应用潜力具有重要的意义。在研究过程中，研究人员针对不同的研究目的，恰到好处的运用了流式细胞仪对相关问题进行分析，为清晰的揭示MSCs和MSC-EVs通过CD39-CD73-腺苷代谢通路抑制免疫反应提供了非常有利的条件。考虑到常规流式细胞仪未能有效检测和分析纳米级MSC-EVs，研究人员特别应用了Apogee超灵敏纳米流式细胞仪A50-Micro，针对性地对细小的MSC-EVs进行了分析 (图1)，为揭示携带CD73的MSC-EVs通过与高表达CD39的T细胞之间的协作来调节免疫反应提供了良好的研究思路。

Kerkela E教授等人研究发现，在核苷酸外切酶CD39-CD73-腺苷代谢通路抑制免疫反应中，腺苷是通过MSCs和MSC-EVs上高表达的核苷酸外切酶CD73切割AMP产生的（图2和图3）。活化的T细胞高表达核苷酸外切酶CD39，能够有效地切割ATP产生AMP。活化的T细胞和MSCs/MSC-EVs之间的协同合作是有效产生腺苷的必要条件（图4）。这种协同合作产生的腺苷正是MSCs和MSC-EVs通过CD39-CD73-腺苷代谢通路抑制炎症，调节免疫反应的主要机制。该研究工作，不仅进一步的拓展了MSCs和MSC-EVs调节免疫反应的机制研究，也为今后更全面的理解MSC-EVs的生理功能及潜在的临床应用价值，提供了有利的研究参考工具。


图1.人脐带血MSC-EVs的流式分析。从不含血清的MSC培养液中收集EV，然后用Apogee A50-Micro进行分析。

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图2. MSCs切割AMP产生腺苷（Ado）和T细胞切割ATP产生AMP。MSCs由于携带高表达的CD73，可以有效地切割AMP产生腺苷（Ado），T细胞高表达CD39，可以有效的切割ATP产生AMP。CD73i为CD73的抑制剂，可以抑制MSCs切割AMP产生腺苷（Ado）的能力。

图3.MSC-EVs切割AMP产生Ado。MSC-EVs由于携带高表达的CD73，可以有效地切割AMP产生Ado。

图4.腺苷的产生需要活化的T细胞和MSCs之间的协同合作。活化的T细胞高表达CD39可以有效地切割ATP产生AMP，MSCs本身无法有效地切割ATP产生Ado。

Apogee超灵敏纳米流式细胞仪简介：
超灵敏纳米流式细胞仪是英国Apogee Flow厂家研发，它独有的专行光学设计使其可检测最小80nm的小颗粒，并拥有10nm的分辨率，使其成为市场上唯一可检测小于100nm大小颗粒的流式细胞仪。英国Apogee Flow的技术早前广泛为美国军方用于战场上的快速微生物检测。继之前北京中科院微生物所和北京计量研究所引入了Apogee流式细胞仪为微生物作快速流式检测和定量，最近上海第二军医大学转化医学中心的老师也选购了Apogee最新的A50-Micro Plus型号来进行外泌体等微颗粒研究的科研工作。而每年在美国举行的国际胞外囊泡大会上，更有不少的科学家的研究中采用了Apogee超灵敏纳米流式细胞仪来作胞外囊泡研究。由此可见这种新技术在小颗粒检测中确是带来不少优势。