人羊膜上皮干細(xì)胞移植與再生醫(yī)學(xué)的研究進(jìn)展

鄒剛劉特

（1．上海市第一婦嬰保健院，上海 201204；2．上海市中醫(yī)老年醫(yī)學(xué)研究所，上海200031）

人羊膜上皮干細(xì)胞移植與再生醫(yī)學(xué)的研究進(jìn)展

鄒剛1劉特2

（1．上海市第一婦嬰保健院，上海 201204；2．上海市中醫(yī)老年醫(yī)學(xué)研究所，上海200031）

干細(xì)胞（stem cells）具有自我復(fù)制和多向分化潛能，以及分泌多種細(xì)胞因子的功能，在再生醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域備受關(guān)注。然而，干細(xì)胞的來(lái)源、體外維持干性的能力、免疫反應(yīng)及其致瘤性等問(wèn)題一直制約著干細(xì)胞在臨床中的應(yīng)用。人羊膜上皮細(xì)胞（human amniotic epithelial cells，h AECs）是一種不為人熟悉的干細(xì)胞，具有胚胎干細(xì)胞的特性；在特定環(huán)境中可誘導(dǎo)分化為多種類(lèi)型的細(xì)胞，目前已廣泛應(yīng)用于多種疾病的治療，取得了良好的臨床療效。本文就h AECs干細(xì)胞特性及其細(xì)胞移植在疾病中的應(yīng)用做一綜述。

1 人羊膜上皮細(xì)胞（h AEC）干細(xì)胞特性

羊膜來(lái)源于產(chǎn)后的胎盤(pán)組織，是一層包圍著羊水的薄膜，具有保護(hù)胎兒并促進(jìn)胚胎發(fā)育的功能［1，2］。它是由受精卵發(fā)育至第8天的囊胚內(nèi)細(xì)胞團(tuán)（inner cell mass）分化而來(lái)，早于原腸胚2周形成，因而可能保存了最早的胚胎干細(xì)胞特性。羊膜h AECs位于羊膜直接接觸羊水的一側(cè)，其細(xì)胞表面表達(dá)多種胚胎干細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞的的分子標(biāo)志物，如SSEA-3、SSEA-4、TRA1-60和TRA1-813，4，但不表達(dá)SSEA-1；h AECs還表達(dá)Thy-1和干細(xì)胞表面受體c-kit。除表達(dá)干細(xì)胞表面標(biāo)志SSEA和TRA之外，h AECs表達(dá)的基因Oct-4和Nanog可以維持自身的細(xì)胞的更新和干細(xì)胞的多能性［5］。h AECs具有向三胚層組織分化的潛能［6］。研究表明，在體外特定的誘導(dǎo)環(huán)境下，h AEsC可以定向分化為內(nèi)胚層來(lái)源的胰島細(xì)胞和肝細(xì)胞，中胚層來(lái)源的骨骼和肌肉，以及外胚層來(lái)源的神經(jīng)和皮膚。

Miki等［7］曾報(bào)道h AECs雖然表達(dá)多能干細(xì)胞特異性關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子Oct-4和Nanog，但不表達(dá)端粒酶［3，8］。眾所周知，端粒酶通過(guò)端粒DNA參與維持染色體的穩(wěn)定性。與其他干細(xì)胞不同，缺乏端粒酶的h AECs移植后在宿主體內(nèi)不能無(wú)限擴(kuò)增，不具有致瘤性。研究發(fā)現(xiàn)未分化的h AECs移植到裸鼠的肝臟、肌肉等組織觀察7個(gè)月以上并未見(jiàn)有腫瘤形成；而未分化的胚胎干細(xì)胞表達(dá)端粒酶，具有致瘤性。這也是h AECs優(yōu)于其他干細(xì)胞用于細(xì)胞移植的重要因素之一。另一方面，相對(duì)于骨髓干細(xì)胞和胚胎干細(xì)胞而言，雖然h AECs體外不能大量擴(kuò)增，但其來(lái)源豐富且細(xì)胞易于獲取，不存在倫理道德的限制，是細(xì)胞移植的理想來(lái)源［9，10］。

h AECs還具有移植免疫耐受、免疫調(diào)節(jié)和抗炎的特點(diǎn)［11-13］。研究表明，h AECs表達(dá)低水平的I類(lèi)人類(lèi)白細(xì)胞抗原（human leukocyte antigens，HLAI）如HLA-G，可以抑制母體對(duì)胎兒的排斥［14］；不表達(dá)HLA-II如HLA-A、HLA-B、C、DR等，因而抗原呈遞過(guò)程受阻，降低了細(xì)胞移植宿主后免疫排斥的風(fēng)險(xiǎn)［9，15，16］。h AECs還能夠分泌多種炎癥抑制因子，如白細(xì)胞遷移抑制因子（MIF）、IL-10及防御素等，具有良好的抗炎作用，有利于移植細(xì)胞的存活。

2 hAECs與糖尿病

糖尿病一種是常見(jiàn)的代謝障礙性疾病，其中2型糖尿病即非胰島素依賴(lài)性糖尿病發(fā)病率占90%以上，臨床主要表現(xiàn)為血糖升高。糖尿病患者的并發(fā)癥種類(lèi)繁多，涉及呼吸、泌尿、神經(jīng)等多個(gè)系統(tǒng)，積極治療原發(fā)病對(duì)于提高糖尿病患者的生活質(zhì)量具有重要的意義。目前，2型糖尿病患者主要以藥物治療為主，1型糖尿病需胰島素維持。近年來(lái)，干細(xì)胞移植治療糖尿病有逐年增高的趨勢(shì)［17，18］。有研究證實(shí)，h AECs在尼克酰胺誘導(dǎo)下可以定向分化為胰島素分泌細(xì)胞［19，20］。Wei［20］及其同事發(fā)現(xiàn)，將h AECs注入糖尿病模型鼠內(nèi)，小鼠1個(gè)月內(nèi)血糖可以維持在正常水平，并進(jìn)一步證實(shí)了h AECs在體內(nèi)分化成分泌胰島素的β-細(xì)胞。另有研究表明，h AECs體外誘導(dǎo)的β-細(xì)胞具有與正常鼠相同的血糖反應(yīng)能力，為進(jìn)一步將h AECs移植治療人糖尿病奠定了理論基礎(chǔ)［21］。此外，羊膜干細(xì)胞移植治療糖尿病的病例報(bào)告結(jié)果表明，h AECs移植不同程度的改善了患者胰島素抵抗的狀態(tài)，為h AECs在臨床的廣泛應(yīng)用提供依據(jù)［22，23］。

3 h AECs與帕金森病

帕金森?。╬arkinson’s disease，PD）是以中腦黑質(zhì)多巴胺能神經(jīng)元變性丟失為主要病理特征的中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。黑質(zhì)紋狀體內(nèi)多巴胺合成分泌減少最終導(dǎo)致患者出現(xiàn)靜止性震顫、肌強(qiáng)直等臨床癥狀。目前PD的治療仍以多巴胺替代療法為主，達(dá)到緩解臨床癥狀的目的。細(xì)胞療法中，無(wú)論是細(xì)胞株還是原代細(xì)胞都未能達(dá)到理想的治療效果，后逐漸被干細(xì)胞移植代替［24］。h AECs可以合成和分泌多巴胺，表達(dá)多巴胺受體D1和D2，以及DAT。除此之外，該細(xì)胞還能夠分泌神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子和神經(jīng)遞質(zhì)，具有分化為多巴胺能神經(jīng)元治療PD的潛能［25］。有研究表明，h AECs直接注入PD模型鼠的紋狀體后，老鼠的打轉(zhuǎn)數(shù)明顯下降，并且進(jìn)一步證實(shí)側(cè)腦室注入可以達(dá)到同樣的治療效果，h AECs移植治療后，模型鼠紋狀體和腦脊液的多巴胺含量較前有明顯升高［24］。Liu等［26，27］研究發(fā)現(xiàn)，CD44（＋）h AECs體外可被誘導(dǎo)為多巴胺能神經(jīng)元樣細(xì)胞，表達(dá)多種多巴胺能神經(jīng)元細(xì)胞標(biāo)志。將CD44（＋）h AECs移植到6-羥基多巴胺處理的模型鼠，結(jié)果發(fā)現(xiàn)模型鼠的行為障礙得到改善，提示CD44（＋）h AECs可以作為PD細(xì)胞治療的干細(xì)胞來(lái)源。

4 h AECs與卵巢早衰

卵巢功能障礙通常發(fā)生在女性腫瘤患者化療后。已有報(bào)道顯示干細(xì)胞移植可以保護(hù)化療誘導(dǎo)卵巢早衰模型鼠的卵巢功能［28-30］。h AECs表達(dá)干細(xì)胞的分子標(biāo)志物，可以分化為3個(gè)胚層的組織，因而被認(rèn)為是人類(lèi)疾病強(qiáng)大的分子治療工具。Lai等［31］將h AECs尾靜脈注射化療后模型鼠體內(nèi)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)大鼠的卵泡生成能力得以保留，提示h AECs可以用于提高腫瘤患者化療后的生殖能力［32］，具有良好的應(yīng)用前景。

綜上所述，h AECs具有胚胎干細(xì)胞的特性，在特定的誘導(dǎo)環(huán)境下可以分化為3個(gè)胚層的各種組織，但又優(yōu)于一般干細(xì)胞，不具有致瘤性，免疫源性較低，是細(xì)胞治療多種臨床疾病的理想來(lái)源，奠定了再生醫(yī)學(xué)在疾病治療中的重要地位，推動(dòng)了再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展。

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Q28

A

2015-01-12）

編輯：宋文穎

10．13470／j．cnki．cjpd．2015．01．016