汉氏联合细胞科技专栏|干细胞的免疫调节功能,可以帮助白癜风“找回”黑色素细胞

2022-01-211958点击

  供稿机构:汉氏联合高等研究院南开大学博士后工作站

     作者:杨思俊博士



  白癜风是一种由黑色素细胞丢失引起的疾病。虽然不是一种传染性或危及生命的疾病,但它会显着降低病变广泛患者的生活质量。白癜风在临床上分为两种类型:广义型和节段型。
  
  虽然白癜风的发病机制尚不清楚,但针对黑素细胞和黑色素的自身免疫以及外周神经功能 受损在白癜风的发展中发挥作用是目前的研究主流。因此,紫外线疗法和局部类固醇疗法是两种类型白癜风的一线治疗方法,基于它们对自身免疫的免疫抑制作用[1]。顽固性和稳定的白斑病变可以通过自体表皮移植治疗,包括吸水泡移植和微型移植[9,10]。


干细胞治疗白癜风


  白斑的再着色取决于来自三个可能来源的可用黑素细胞:来自毛囊单位(是色素细胞的主要提供者)、来自白斑病变的边界以及来自脱色区域内未受影响的黑素细胞。黑色素细胞很少在没有生长因子的 情况下进行有丝分裂,因此,促有丝分裂因子被用于这种疾病的移植 治疗。这个过程开始于毛囊周围,由位于毛囊下部(漏斗部)的黑素细胞干细胞(MelSCs)的迁移而发生再染色[2-5]。


干细胞治疗白癜风


  实 验 再 现
  
  ADSCs(Adipose-derived stem cells)脂肪来源干细胞可以是在角质形成细胞存在下培养的黑素细胞的生长因子来源。
  
  科研人员在单独施用人黑色素细胞或富含人脂肪来源干细胞后,在小鼠和大鼠中显示出疗效,已经发现,与仅施用纯黑色素细胞相比,以 1:1、1:2或1:3比例混合培养的黑色素细胞和ADSCs(脂肪来源干细胞)具有更好的效果[2]。
  
  尽管ADSCs(脂肪来源干细胞)和黑素细胞之间的相互作用是众所周知的,但在Kim等人的研究中,证明了在预先接触bFGF或EGF后ADSCs分泌HGF的增加[6]。他们表明,与单培养黑素细胞相比,共培养ADSC显着刺激了黑素细胞的增殖和迁移。这可能与ADSCs 产 生的bFGF和黑色素细胞生长因子(MGF)的存在有关[6]。与角质形成 细胞和黑素细胞单培养相比,在与ADSC的共培养中,TRP-2、E-钙粘蛋白和N-钙粘蛋白阳性表达的黑素细胞比例显着增加。TRP-2(互变异构酶多巴色素) 阳性表达的黑色素细胞被认为是黑色素细胞前体,但TRP-1阳性被认为是多样化和成熟的[6,7]。
  
  这是一个重要的结果,因为未成熟黑色素细胞的数量越多,白癜风治疗的临床结果就越好。此外,钙粘蛋白-钙依赖性细胞粘附受体参与细胞间相互作用。E-cadherin决定角质形成细胞和黑色素细胞之间的粘附,N-cadherin促进成纤维细胞和黑色素细胞之间的接触。它们还在黑素细胞的分化中发挥作用[6,8]。这些研究已经证实,带有脂肪干细胞的培养物会增加黑素细胞的增殖和迁移,同时减少它们的分化[6]。
  
  另外,我们认为白癜风发病的主要机制之一在于黑色素细胞的增值迁移能力受影响,自身反应性CD8+ T细胞是被认为是破坏黑素细胞的主要嫌疑人[11]。因此,据报道局部使用自身免疫抑制剂,包括源自间充质干细胞或者脂肪干细胞分泌的细胞因子,由于其免疫调节特性,可成功促进再色素沉着。


干细胞治疗白癜风


  间充质干细胞还可以通过NKG2D通路抑制CD8+T的增殖,同时诱导T细胞凋亡。在局部应用抗氧化剂和生长因子的帮助下,使用药剂来减少细胞氧化应激也已被使用。已证明静脉注射MSC可调节小鼠模型中活性氧化物质 (ROS) 的水平减少免疫抑制。
  
  因此我们可以看到,干细胞干预白癜风最重要的理论依据主要源于干细胞的免疫调节功能,即间充质干细胞通过解除CD8+T细胞对黑色素细胞的免疫抑制,同时通过细胞因子的分泌提高毛囊周围干细胞的活性,促进其增值迁移。

  
  参考文献:
  1.Falabella, Rafael. "Vitiligo and the melanocyte reservoir." Indian journal of dermatology 54.4 (2009): 313.
  2.Lim,Won-Suk,etal."Adipose-derived stem cells improve efficacy of melanocyte transplantation in animal skin." Biomolecules & therapeutics 22.4 (2014): 328.
  3.Vinay, Keshavamurthy, and Sunil Dogra. "Stem cells in vitiligo:  Current  position  and  prospects."  Pigment International 1.1 (2014): 8.
  4.Jalali,MirHadiAziz,etal."Treatmentofsegmentalvitiligowithnormal-hair follicle autograft." Medical journal of the Islamic Republic of Iran 27.4 (2013): 210.
  5.Lee, Ju Hee, and David E. Fisher. "Melanocyte stem cells as potential therapeutics in skin disorders." Expert opinion on biological therapy 14.11 (2014): 1569-1579.
  6.Kim,Ji-Young,etal."Co-cultureofmelanocyteswithadipose-derived stem cells as a potential substitute for co-culture with keratinocytes." Acta dermato-venereologica 92.1 (2012): 16-23.
  7.Botchkareva, Natalia V, Vladimir A. Botchkarev, and Barbara A. Gilchrest. "Fate of melanocytes during development of the hair follicle pigmentary unit." Journal of Investigative
  Dermatology Symposium Proceedings. Vol. 8. No. 1. Elsevier,2003.
  8.Derycke, Lara DM, and Marc E. Bracke. "N-cadherin in the spotlightofcell-cell   adhesion,   differentiation, embryogenesis,  invasion  and  signalling."  International Journal of Developmental Biology 48.5-6 (2004): 463-476.   
  9.Kar, Bikash R, and Chinmoy Raj. “Suction Blister Epidermal Grafting for Vitiligo Involving Angles of Lip: Experience of 112 Patients. ” Journal of cutaneous and aesthetic surgery vol.11,1 (2018): 13-19. doi:10.4103/JCAS.JCAS_111_15           
  10.Majid, Imran. “Grafting in vitiligo: how to get better results and how to avoid complications. ” Journal of cutaneous and aesthetic surgery vol. 6,2 (2013): 83-9. doi:10.4103/0974-2077.112668
  11.Riding, Rebecca L, and John E Harris. “The Role of Memory CD8+ T Cells in Vitiligo. ” Journal of immunology(Baltimore,Md.:1950)vol.203,1(2019):1119.doi:10.4049 / jimmunol . 1900027

  
  资料收集及翻译审校: 西北农林科技大学生物国际班——赵一笑

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