糖尿病肾病(diabetic nephropathy, DN)是糖尿病患者最严重的并发症之一,其病情恶化程度与免疫炎症反应密切相关。
基于小鼠的实验发现,间充质干细胞移植后,可分化为胰岛素分泌细胞,在一定程度上改善胰岛功能,降低血糖与尿糖含量,延缓病情发展。如下图所示,相较于普通的糖尿病小鼠(DMT1),接受间充质干细胞移植的糖尿病小鼠(DMT1+MSC)在一段时间后,体内血糖水平显著降低,胰高血糖素(绿色部分)减少,逐渐接近正常小鼠(normal)。
同时,间充质干细胞还可以通过调节巨噬细胞、T细胞等的增殖活化,改善肾脏局部炎性反应和纤维化。此外,部分研究表明,干细胞衍生的外泌体也同样具有治疗DN损伤的潜力。
急性肾损伤(acute kidney injury, AKI)中肾小管的损伤主要是由缺血性和肾毒性引起的氧化应激和炎症反应,患者的血清肌酐、尿素、胱抑素C等指标都会出现升高。
干细胞在治疗AKI时,一方面可以通过分化为肾脏内各种实质细胞,如肾小管上皮细胞、肾小球系膜细胞、足细胞等,在一定程度上改善肾功能。另一方面,干细胞可以通过提高旁分泌抗炎因子来减轻肾脏组织的损伤,还能通过调控血管内生长因子基因的表达,维持肾损伤后的血管生成。如下图所示,相较于正常小鼠(control group),AKI小鼠的血清肌酐(creatinine)、尿素(urea)、胱抑素C(cystatin C)指标均明显升高,而接受骨髓间充质干细胞(BM-MSC)和脂肪间充质干细胞(AD-MSC)移植治疗的AKI小鼠,上述几项数据的水平均呈现降低。
肾小球肾炎(glomerulonephritis, GN)常由各种病因诱发的自身免疫反应引起,如果不能得到及时治疗,常有可能发展为尿毒症等终末期肾病。间充质干细胞可以通过归巢效应,在体内迁移、定居于受损组织及慢性炎症部位迁移,分化为肾小球内皮细胞及系膜细胞,并能发挥免疫调节功能,抑制促进肾小球硬化的巨噬细胞的数量,改善肾脏功能。
相较于传统疗法,干细胞疗法在治疗肾脏病方面具有独特优势。一方面,来源广泛,来自不同途径的间充质干细胞均可用于治疗。另一方面,间充质干细胞免疫原性低、排斥反应少。
大量临床前研究都证实间充质干细胞疗法对肾脏疾病具有作用,免疫调节作用是其最重要的治疗机制之一,包括抗炎、抗氧化、抗细胞凋亡等作用。尽管尚有部分问题有待进一步临床研究和深入,但间充质干细胞无疑为肾脏病的治疗提供了更多选择。
参考资料:
1. 间充质干细胞在肾脏疾病治疗中的应用进展. DOI: 10.16352/j.issn.1001⁃6325.2023.01.0030
2. 干细胞治疗肾脏疾病的基础研究进展. DOI: 10.3969/j.issn.1002-266X.2020.14.030
3. 骨髓间充质干细胞修复系膜增生性肾炎:作用及机制. DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.2016.14.005