臍帶間充質幹細胞有什麼作用？用於治療慢性腎臟病會有什麼效果？

腎臟固有細胞在慢性腎臟病進行性發展中，它們不僅僅是被動受害靶細胞，而且在病理情況下可透過細胞活化產生多種細胞生長因子及粘附因子。

如細胞間粘附因子(ICAM-1)和血管細胞粘附因子(VCAM-I)、趨化因子等活躍地參與疾病的發病過程。外來浸潤細胞參與炎症過程、體液及細胞免疫過程，導致或加重腎臟損傷。

其中單核--巨噬細胞是最活躍的免疫--炎症效應細胞。如骨調素（OPN）是強大的巨噬細胞化學趨化因子和粘附因子，在慢性進展性腎病中，OPN表達呈進行性增高，巨噬細胞浸潤增多，此與腎功能下降有密切關係。

目前研究認為TGF-β、PDGF、FGF、IL-l、TNF-a等細胞/生長因子，可導致腎臟纖維化，使腎臟疾病進行性發展。

其中TGF-β是目前已知作用最強的致纖細胞因子之一，TGF-β致纖維化作用可能是由結締組織生長因子(CTGF)介導的。

CTGF是一種在TGF-β誘導下由成纖維細胞等合成和分泌的富含半胱氨酸的多肽，具有介導TGF-β發揮促細胞增生和ECM合成的作用。

腎小球入球及出球小動脈的改變可導致腎小球血流動力學異常，致跨腎小球基底膜壓力升高，腎小球通透性增大使原尿中蛋白量增多。

1995年MDRD臨床試驗首次確定了蛋白尿是非糖尿病性慢性腎臟病進展的一個獨立危險因素。

大量蛋白尿的重吸收可啟用近端小管上皮細胞(PTEC)，使細胞核心因子KB(NF-KB)活性增強、促進多種基因轉錄，並引起炎症細胞在間質積聚，從而導致多種細胞因子的合成和釋放。

這些細胞因子具有刺激間質成纖維細胞增殖和促進細胞外基質積聚的作用，最終導致腎實質纖維化。

另外蛋白尿還透過啟用補體加速腎小管間質纖維化。病變腎小管間質組織中ET-I、TGF-β表達增多，促進ECM過度合成，抑制ECM降解。

其中主要表現在ECM主要成分的增多及TIMP、PAl的過度表達。研究發現，在TGF-B的作用下，人的PTEC表達MCP-l、RANTES、IL-8、VCAM-l、CAM-1增多，它們具有吸引單核/巨噬細胞等炎症細胞進入間質的作用。

多種粘附分子如ICAM-l、VCAM-1、內皮細胞選擇素(E-selectin)、血小板選擇素(P-selectin)、整合素βl亞家族VLA-4和β2亞家族LFA-1等。

在腎小管間質部位表達增多與該部位的單核/巨噬細胞浸潤有明顯的相關性，且與慢性組織損傷的程度有關。

在具有慢性小管間質損傷的多種腎病中，無論何種病因，均存在腎間質微血管病變，如腎小管周圍毛細血管(PTC)分佈紊亂，管腔變形或縮小，毛細血管內皮細胞腫脹，基膜破碎或增厚。

研究表明間充質幹細胞僅低水平表達人類主要組織相容性I類分子，而不表達人類主要組織相容性II類分子。

由於人類主要組織相容性II類分子是誘發異體免疫排斥的主要抗原，因而導致了間充質幹細胞的低免疫原性。

此外間充質幹細胞表面不表達T細胞共刺激分子B7-1、B7-2，也不表達刺激細胞凋亡的分子如CD40、CD80、CD86和Fasl等。

一般認為它表達的抗原標記有：SH2＋、SH3＋、SH4＋、CD44＋、CD54＋、CD106＋、CD166＋、CD90＋、CD29＋。

另外，MSCs還表達白細胞介素類(IL-1a、IL-6、IL-7、IL-8、IL-11、IL-12、IL-14、IL-15等)、幹細胞因子(SCF)、白細胞抑制因子(LIF)、

單核細胞集落刺激因子(M-CSF)等細胞因子、白細胞介素類受體(IL-1R、IL-3R、IL-7R)、粒細胞集落刺激因子受體(GCSFR)、血小板衍生生長因子受體(PDGFR)等。

有學者用CD80、CD86基因轉染間充質幹細胞，從而為T細胞增殖提供CD28介導的共刺激訊號，用γ-干擾素預處理間充質幹細胞以上調人類主要組織相容性II類分子的表達。

這些經處理的間充質幹細胞仍不能有效提呈抗原和刺激T細胞的增殖，進一步證實了間充質幹細胞的低免疫原性。

目前主要有4種方法用於MSCs的分離：貼壁篩選法、密度梯度離心法、免疫磁珠法、流式細胞儀分離法。培養皿內細胞貼壁培養法仍是MSCs分離的基本方法。

MSCs的鑑定主要依賴其功能和形態特徵，並透過培養過程中出現的分化表型以及誘導其成骨、成脂肪等細胞來推斷是否為MSCs。

MSCs具有很強的自我更新和多向分化潛能，並且經多次傳代以後，這些細胞仍能保持多向分化潛能。但生理穩態情況下，成人體內大多數MSCs增殖並不明顯。

而在體外補充適量血清的培養液中，它們能貼附在塑膠培養器皿壁上生長，表現出旺盛的有絲分裂活動，具有活躍的增殖能力。

大量體外實驗表明，不同的誘導因素作用下，體外培養的MSCs可向不同的譜系分化，如基本的營養物質、細胞濃度、組織特異性、生長因子和細胞因子等都會影響hMSCs的分化方向。

此種選擇分化性使其不僅可分化成間充質組織細胞，也能分化成非間充質組織細胞，如神經膠質細胞、少突細胞和神經元，這為治療損傷或病變的組織提供多種組織來源。

臍帶間充質幹細胞比骨髓和動員的外周血來源的造血幹細胞更原始、更具有自我更新、增殖分化和體外擴增潛能。

臍帶間充質幹細胞免疫表型的不成熟且在幼稚細胞中比例高，決定了臍帶幹細胞免疫細胞抗原性弱及增殖分化能力強的特點。

臍帶間充質幹細胞的儲存及臍帶血移植等臨床應用均取得了顯著的進展，這對於臨床應用也是極為有利的。

幹細胞移植在部分臨床疾病實驗治療中已展現出美好的應用前景,但許多重大理論問題尚未完全解決,國內外一系列動物實驗都傾向於間充質幹細胞具有向腎臟細胞分化的能力,但目前不清楚是哪種幹細胞向腎臟細胞分化。

隨著幹細胞移植的安全性、有效性進一步提高及腎臟病發病原因、機制的深入瞭解，幹細胞移植在腎臟病的應用必將有一個廣闊的前景。

慢性腎臟病是常見的臨床疾病，據統計,歐美CKD的患病率已佔到10.0%我國進行居民普查,CKD的患病率高達9.4-13%,已接近發達國家水平,成為一種患病率高的常見病。

間充質幹細胞（MSCs）具有多向分化潛能、強大的增殖能力及向損傷組織器官歸巢等特點，可用於修復損傷的器官組織。

在腎臟病治療研究中,大量動物實驗證實間充質幹細胞能夠顯著促進急、慢性腎單位壞死的修復，對其作用機制的研究也不斷深入。

慢性腎臟病目前已成為全球威脅健康的公共衛生問題，給家庭、社會帶來了巨大的經濟負擔和精神負擔，且目前無強有效的治療手段，存在病情反覆、病情進行性加重等突出問題，因此尋求新的治療方法成為無法迴避的課題。

間充質幹細胞形態上呈紡錘形的成纖維細胞樣，體外培養時呈成纖維樣集落形成單位，並貼壁生長，能夠自我更新、分化為3種以上間質細胞系。

間充質幹細胞的可獲得性、可擴增性及可多向分化性為我們展示了良好的研究和應用前景，它所具有的多分化潛能在細胞替代治療、基因治療以及組織器官的再造中具有重要的臨床應用價值。

實驗已證實臍帶造血幹細胞比骨髓和外周血來源的造血幹細胞更原始、更具有自我更新、增殖分化和體外擴增潛能。

臍帶幹細胞免疫表型的不成熟且在幼稚細胞中比例高，決定了臍帶幹細胞免疫細胞抗原性弱及增殖分化能力強的特點。

臍帶幹細胞的儲存及移植等臨床應用均取得了顯著的進展，這對於臨床應用也是極為有利的。間充質幹細胞移植的方式可分為清髓性幹細胞移植和非清髓性幹細胞移植。

傳統的清髓性預處理方法可帶來嚴重的治療相關性併發症，如嚴重感染，心、肝、腎毒性等，往往是導致患者死亡的直接原因。

近年來，非清髓性預處理方案已開始逐步在臨床上應用，特別是在非造血系統疾病方面，已作為首選的預處理方案，其優點是預處理相關併發症明顯減少，移植相關的死亡率明顯降低。

腎臟幹細胞移植相關研究多采用外周靜脈注射和經腎動脈直接注射兩種途徑。外周靜脈注射創傷小，患者易於接受。

但有研究顯示此種方法細胞定位差，影響治療效果，經腎動脈直接注射法定位準確，可以使體外培養的細胞準確移植到腎臟，達到最佳治療效果。

但其缺點同樣明顯，例如創傷性較大，對技術水平及裝置要求高，臨床上廣泛開展比較困難。

有研究對經外周靜脈注射與股動脈介入經腎動脈直接注射法兩種移植途徑對急性腎小管壞死的治療效果進行了比較，結果表明兩種途徑移植後，腎臟組織的熒光強度對比無明顯差異。

說明透過外周靜脈注射途徑移植不影響幹細胞在體內定植，修復腎臟組織結構，是一種創傷小、且有效的幹細胞移植方法。

幹細胞治療腎臟病的療效雖然在動物實驗上取得一定的成果，但仍遠未達到令人滿意的程度。

目前已有大量的動物實驗對間充質幹細胞修復腎單位、減少尿蛋白排出、改善腎臟功能的機制進行研究。

把攜帶綠色熒光蛋白(GFP)的轉基因小鼠的骨髓移植入接受致死劑量照射的同源小鼠，移植後2-24周觀察到腎小球內有GFP陽性細胞。

而且分離培養這些腎小球細胞發現60％結合素陽性細胞表達GFP，提示小鼠骨髓細胞有分化為腎小球細胞的潛能。

在實驗中將間充質幹細胞經小鼠尾靜脈注射後發現腎皮質部位的胚胎幹細胞／祖先細胞能分化出大量的腎小管。運用Na／K-ATPase和閉合素抗體螢游標記顯示：

分化出的腎小管具備上皮細胞典型的基膜管腔膜極性併發育出胞間連絲。觀察缺血再灌注模型上MSC修復急性腎小管壞死，發現來源於供體骨髓的細胞主要位於外髓質部的腎小管。

而皮質部這類細胞未見明顯增加，提示外源性的MSC可以選擇性地修復外髓質部的大部分腎小管壞死。

研究得出腎小球損傷修復是個多因素、多因子共同作用的過程，間充質幹細胞在腎小球損傷修復中發揮重要作用；有研究觀察到腎乳頭的原位幹細胞池參與了損傷腎小管的修復；

外源性MSCs分泌的多種細胞因子具有促進增殖、抑制凋亡等作用，這些因子均可由MSCs分泌，並且在缺氧等條件下部分因子分泌增加。

這些結果進一步使人們相信外源性MSCs可能透過內分泌或旁分泌作用啟用腎內細胞進行分化、增殖，並參與誘導腎內細胞其向腎上皮細胞分化，從而共同完成腎單位的修復。

還有研究顯示人胚胎幹細胞移植入肝硬化大鼠肝內後的細胞可以成活，血清ALB含量和肝組織ALB的表達均明顯升高和增強，說明幹細胞移植可以改善肝細胞合成ALB的功能。

推測其原因可能是新生的肝細胞功能狀態良好，其釋放的一些因子可改善大鼠肝細胞生存的微環境，進而改善肝功能。

幹細胞移植在部分臨床疾病實驗治療中已展現出美好的應用前景,但許多重大理論問題尚未完全解決，國內外一系列動物實驗都傾向於間充質幹細胞具有向腎臟細胞分化的能力。

相信隨著幹細胞移植的安全性、有效性進一步提高及腎臟病發病原因、機制的深入瞭解，幹細胞移植在腎臟病的應用必將有一個廣闊的前景。