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【脐血前沿】人脐血干细胞外泌体减轻肝缺血再灌注损伤的机制

肝移植术是终末期肝病最有效的治疗手段,但其术后中枢神经损伤及认知功能障碍等神经系统并发症严重影响患者的预后及生存质量。肝移植术后肝脏均可发生不同程度的缺血再灌注损伤。


肝缺血再灌注损伤(hepatic ischemia-reperfusion injury, HIRI)是指肝脏在血流供应不足甚至被阻断一段时间恢复血流供应后,引起的再灌注损伤。其主要特点是氧化应激引起氧自由基释放而造成的一系列病理损伤,包括炎性细胞因子释放,细胞凋亡与坏死等。

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脐血中含有多种具有多向分化潜能的成体干细胞,有很强的可塑性,在不同的环境条件下,能够分化为不同组织种类的细胞。已有研究证明脐血干细胞对肠、脑、肾缺血再灌注损伤具有修复作用。


外泌体是干细胞旁分泌的重要介质,呈圆形或椭圆形的膜性囊泡,其内携带有多种功能成分(如脂质、蛋白质、mRNA、microRNA、DNA 等)且可通过血脑屏障。外泌体作为细胞间信息传递的媒介,在皮瓣、心脏、肾脏缺血再灌注损伤中发挥重要作用。


尽管越来越多的证据表明干细胞通过分泌外泌体可以防止HIRI,但其潜在的治病机制鲜有报道。安徽医科大学第一附属医院肝胆外科的研究人员开始探索人脐血干细胞来源的外泌体在肝缺血再灌注损伤中发挥保护作用的机制。

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Th17 和 Treg 细胞是 CD4+ T 细胞的不同亚群,最新研究表明,促炎 Th17 细胞和抗炎 Treg 细胞之间平衡的破坏是HIRI的发病机制。已有试验显示,人脐血干细胞衍生的外泌体可导致低氧处理的肝细胞中 miR-1246 上调。因此,研究人员推测人脐血干细胞衍生的外泌体可以通过调节 Th17 和 Treg 细胞之间的平衡来减轻HIRI。


研究人员将外泌体注射到 HIRI 小鼠中,或与肝脏缺氧环境中的幼稚CD4+ T细胞共培养。通过检测发现,脐血干细胞衍生的外泌体改善了肝功能并降低了 CD4+ T 细胞中 Th17/Treg 的比率,而用 miR-1246 抑制剂则显示出相反的效果。

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人脐血干细胞释放的外泌体将 miR-1246 转移到肝细胞,通过改善肝功能参数和减轻组织病理学变化来减轻体内HIRI。这项研究为外泌体在肝缺血再灌注损伤中的保护作用提供了新的见解。


脐血中不仅含有丰富的造血干细胞,还含有其他干细胞种类及干细胞衍生物。外泌体作为干细胞旁分泌的重要介质,在神经、肝脏等多种疾病中发挥重要作用。脐带血应用的重要意义不容忽视。伴随着全球脐带血科研力量的不断壮大,脐带血正在开启一场声势浩大的医学界的新革命,为人类疾病的治疗打开了全新的思路,带来新的启示。相信会有越来越多的人会因脐带血而获益,重新走向健康的人生之路!


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