Advanced Science：间充质干细胞EVs保护肝脏缺血/再灌注损伤

Johnny

Advanced Science：间充质干细胞EVs保护肝脏缺血/再灌注损伤
近日，来自中山大学附属第三医院杨扬、陈规划、姚嘉、张英才等合作在Advanced Science杂志（影响因子15.84）上发表文章，报道了人脐带间充质干细胞（MSC）的细胞外囊泡（EVs）通过CCT2减少CD4[size=0.625em]+ T细胞上的CD154表达，从而保护肝脏缺血/再灌注损伤。


对于晚期肝病和肝癌患者，原位肝移植（OLT）仍然是最有效的治疗方法。然而，以炎症级联反应和肝细胞凋亡为特征的肝脏缺血/再灌注损伤（IRI）是一个不可避免的问题，这造成接受者早期肝衰竭并导致高发病率和死亡率的危险因素。随着供体器官的严重短缺成为移植中最具挑战性的问题，如何减轻肝脏IRI的问题在全世界引起越来越多的关注。尽管在减轻这种病理损伤方面取得了一些进展，但目前仍然不适合临床转化应用。

间充质干细胞（MSCs）具有调节免疫反应性和促进再生的能力，在动物研究和临床研究中已被确认为炎症相关疾病的有前途的疗法。在该团队先前的研究中，还揭示了间充质干细胞对预防肝脏IRI的有益作用。最近，越来越多的证据表明，MSC的生物学功能主要取决于它们分泌的细胞外小泡（EV），它们通过内部蛋白质、microRNA和lncRNA发挥细胞微通信和生物信息运输的重要作用。MSC-EV具有以下优势：MSC-EV避免了致瘤性、肺栓塞和免疫反应的风险，并促进了移植和储存，具有潜在的临床应用价值，或可取代MSC。最近的研究表明，MSC-EVs可以模仿MSC调节多种免疫细胞（包括T细胞、B细胞、巨噬细胞和NK细胞）活性的能力。该团队以前的研究还表明，与MSC相似，MSC-EV可以通过抑制嗜中性粒细胞的炎症反应并将MnSOD传递到肝细胞中来减轻氧化应激，从而改善肝脏IRI，这表明MSC-EV可以作为治疗肝脏IRI的一种新的潜在治疗方法。但是，仍然需要充分阐明这些现象的潜在机制。

先前的研究表明，CD4[size=0.625em]+ T细胞在引发针对IRI的肝脏炎症反应中起关键作用。再灌注后，抗原特异性CD4[size=0.625em]+ T细胞明显在缺血后组织中增殖、浸润和聚集。活化的CD4[size=0.625em]+T细胞高表达CD154（CD40-配体），可进一步刺激免疫反应并通过CD40/CD154相互作用增加血小板，加重肝细胞损伤。CD154是一种32–39 kDa的细胞表面蛋白，是肿瘤坏死因子（TNF）超家族的成员。在正常情况下，CD154的基础表达较低。由于CD4[size=0.625em]+ T细胞活化，大量CD154不断合成并在细胞表面表达，与B细胞、NK细胞、树突状细胞、巨噬细胞、嗜碱性粒细胞和嗜酸性粒细胞上的CD40结合，并激活下游转录因子以诱导细胞因子的产生。此外，CD154也是一种短暂的蛋白质，可在短时间内降解。因此，早期控制肝内CD4[size=0.625em]+T细胞CD154表达的治疗方法对于改善IRI并降低OLT期间的并发症和死亡率是必要的。

研究人员假设MSC-EVs通过下调肝内CD4[size=0.625em]+ T细胞上的CD154表达来发挥保肝作用。在进一步的机理研究中，MSC-EVs中含有TCP1亚基2（CCT2）的伴侣蛋白转移到CD4[size=0.625em]+ T细胞中，该细胞调节钙内流/NFAT1信号通路并最终影响CD154的合成和表达。在体内和体外研究中使用了MSC-EV和CCT2敲除的MSC-EV，以检验该的假设。

该研究报道了脐带来源的MSC（UC-MSC）通过其分泌的EV改善了小鼠的肝脏IRI。还可以看到，UC-MSC-EVs在再灌注6小时后主要集中在肝脏中。UC-MSC-EVs可以显著调节肝内CD4[size=0.625em]+ T细胞CD154的膜表达（这是肝脏炎症反应的开始，并可能加重肝脏IRI）。机制上，进行了蛋白质质谱分析，结果表明，含有TCP1亚基2（CCT2）的伴侣蛋白富含在UC-MSC-EVs，从而调节钙通道影响Ca2[size=0.625em]+流入并抑制CD4[size=0.625em]+ T细胞中CD154的合成。总之，这些结果突出了UC-MSC-EV在减缓肝脏IRI中的治疗潜力。这一发现表明，来自UC-MSC-EVs的CCT2可以通过Ca2[size=0.625em]+-calcineurin-NFAT1信号通路调节肝脏IRI期间肝内CD4[size=0.625em]+ T细胞的CD154表达。


作用模式图

参考文献：ExtracellularVesicles Derived from Human Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells Protect LiverIschemia/Reperfusion Injury by Reducing CD154 Expression on CD4+ T Cells viaCCT2. Advanced Science 10.1002/advs.201903746