间充质干细胞除了自身的抗病毒特性外,也能在病毒环境中积极调动免疫系统中的T细胞和NK细胞来杀灭病毒。
今天我们继续来谈谈间充质干细胞在病毒性疾病动物模型中的治疗进展,看看又有什么新的发现和见解。
事实上,间充质干细胞和外泌体已被用作多种病毒性疾病动物模型的治疗方法,根据不完全的统计,涉及到的病毒就有日本脑炎病毒、柯萨奇病毒B3、乙肝病毒、猪流感病毒、猴免疫缺陷病毒等。
这些研究表明,间充质干细胞可以减少炎症和抑制促炎细胞因子的产生,同时也揭示了更多新的结果,包括间充质干细胞可以靶向病毒感染的细胞和组织,并直接抑制病毒的表达和复制。
动物模型 | ||||
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病毒 | 干预 | 动物 | 病毒动力学 | 结果 |
日本脑炎病毒(JEV) | 间充质干细胞 | 鼠 | 降低脑组织中的病毒载量并减少病毒传播 | 降低死亡率,减轻炎症反应(神经元损伤和血脑屏障破坏) |
柯萨奇病毒B3 | 间充质干细胞 | 鼠 | 减少心肌细胞中细胞内病毒颗粒产生和病毒子代释放 | 改善CVB3诱导的心肌炎,减轻心肌细胞凋亡、心肌细胞损伤和心脏单核细胞活性 |
乙型肝炎病毒 | 间充质干细胞 | 鼠 | — | 减弱免疫介导的肝损伤,减少促炎细胞因子产生的细胞反应 |
猪流感病毒 | 间充质干细胞衍生的外体微小RNA | 猪 | 抑制肺组织中的病毒复制并减少鼻拭子中的病毒脱落 | 减轻SwIV诱导的急性肺损伤和减少促炎细胞因子的产生 |
猴免疫缺陷病毒 | 同种异体骨髓间充质干细胞 | 恒河猴 | 降低外周病毒载量 | 从肠道效应位点清除病毒,促进滤泡T辅助细胞的恢复 |
在日本脑炎病毒JEV的研究中,间充质干细胞在体外和体内都产生了直接的抗病毒作用,可见脑组织中病毒载量的减少、炎症反应和神经元损伤的减少,以及与MSCs共培养的Neuro2a细胞中病毒繁殖的减少,间充质干细胞的抗病毒作用被发现是通过诱导感染细胞中干扰素IFN-α和β的表达来介导的。这是第一个证明MSCs可以直接阻止体内病毒复制这一全新概念的动物研究,该工作是由我国第四军医大学完成
MSCs通过直接诱导干扰素的表达阻止JEV病毒的传播
在一项治疗小鼠柯萨奇病毒B3(CVB)感染的研究,在给予间充质干细胞后可见减少了小鼠心肌细胞内病毒颗粒的产生和病毒子代的释放,并抑制了CVB诱导的过度T细胞增殖(过度的T细胞增殖会导致心肌损伤)。
间充质干细胞(MSCs)减少心脏损伤、心脏凋亡和左心室肿瘤坏死因子-α mRNA表达水平
在急性乙肝HBV感染小鼠模型中,间充质干细胞的过继移植减轻了肝损伤和炎症反应。
除了以上基于细胞的方法外,人们还利用MSC衍生的细胞外囊泡(EVs)对一些病毒感染性疾病进行了动物模型研究。
研究发现从猪BM-MSCs分离的EVs全身给药可抑制流感病毒的HA(病毒的表面糖蛋白)活性,抑制流感病毒在肺上皮细胞中的复制,并抑制流感病毒复制和病毒感染猪肺中促炎细胞因子的产生,最终减少了肺的组织损伤。
MSC-EVs在病毒进入肺上皮细胞后抑制流感病毒复制
MSC-EV减少了感染流感病毒猪的肺损伤
另外还有一项美国加州的研究,在恒河猴艾滋病SIV感染(猴免疫缺陷病毒)模型的研究中,证明了间充质干细胞通过上调颗粒酶B和增加抗SIV抗体的产生,从而增加CD8+T细胞和B细胞的活性,最终增强病毒清除。作者证实对SIV感染的猕猴进行MSC给药导致了病毒减少和增强的病毒特异性反应。
MSC治疗动物的体液和B细胞反应升高
MSC促进更大的T细胞增殖和对病毒的特异性反应
我们注意到,在该研究中SIV恒河猴的MSC治疗诱导了CD8+T细胞的增殖,与我们传统认为的MSC抑制免疫系统恰恰相反,这点再次证实了我们昨天在基础篇中提到的内容,即间充质干细胞根据不同的“舞台”选择了不同的“表演”。
综上,我们从这些病毒感染的动物模型中,我们可以得出以下结论:当针对旨在增强免疫系统调节臂的免疫-病理学机制驱动的疾病给药时,MSC具有适应其与病毒性疾病中免疫细胞亚群的相互作用的能力,其方式不同于很多简单的体外试验所表现的MSC与免疫细胞的相互作用。
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