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      間充質(zhì)干細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞相互作用:促進(jìn)還是抑制

      2013-12-06 03:33:14龐一琳張斌陳虎
      關(guān)鍵詞:共培養(yǎng)細(xì)胞株淋巴瘤

      龐一琳 張斌 陳虎

      隨著間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cell,MSC)生物學(xué)特性研究的逐漸深入,其在臨床上的應(yīng)用也日益廣泛。MSC免疫原性低,易于外源基因表達(dá),且具有極好的靶向遷移能力和腫瘤趨向性,這些優(yōu)勢(shì)使得MSC作為載體被逐步應(yīng)用于多種惡性實(shí)體腫瘤生物治療的動(dòng)物模型中。同時(shí),MSC的免疫調(diào)節(jié)及造血支持作用,在治療血液系統(tǒng)腫瘤尤其是造血干細(xì)胞移植中亦有著重要地位。無論是MSC與造血干細(xì)胞共輸注預(yù)防急性移植物抗宿主?。╝cute graft-versus-host disease,aGVHD)[1-5],還是將MSC用于治療已發(fā)生的aGVHD中[6-8],或是將MSC用于造血干細(xì)胞植入失敗的挽救治療[9-10],都已在臨床試驗(yàn)中取得了可喜的成就。近年來,甚至有文獻(xiàn)報(bào)道MSC對(duì)慢性移植物抗宿主病也具有一定的療效[11]。

      然而,不論是MSC應(yīng)用于實(shí)體腫瘤還是血液系統(tǒng)腫瘤,其本身在體內(nèi)是否會(huì)發(fā)生惡性轉(zhuǎn)化以及與腫瘤發(fā)生發(fā)展的關(guān)系尚不明確,人體內(nèi)輸注MSC后是否會(huì)導(dǎo)致腫瘤的進(jìn)展或復(fù)發(fā)是在大規(guī)模臨床應(yīng)用前必須首先考慮的問題。目前,有關(guān)外源性MSC究竟是促進(jìn)還是抑制腫瘤生長的問題尚存爭議,各種體內(nèi)、外實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了完全不一致的結(jié)論。本文就MSC對(duì)腫瘤細(xì)胞生長的影響因素及其相關(guān)機(jī)制做一簡要綜述。

      一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中影響MSC對(duì)腫瘤產(chǎn)生不同作用的因素

      在MSC與腫瘤關(guān)系的研究結(jié)果中,并沒有確切的認(rèn)定MSC對(duì)腫瘤具有促進(jìn)或抑制作用,許多觀點(diǎn)僅限于理論猜測(cè),不同實(shí)驗(yàn)中的參數(shù)差異可能是引起不同研究結(jié)果的因素,對(duì)文獻(xiàn)中有關(guān)MSC對(duì)腫瘤促進(jìn)或抑制的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)分別進(jìn)行了匯總和比較(表 1,2)。

      1.不同部位的腫瘤:相同的實(shí)驗(yàn)條件下,MSC與不同類型的腫瘤細(xì)胞共培養(yǎng)或共移植,可能會(huì)對(duì)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生完全不同的影響。Kucerova等[17]將人脂肪來源的MSC與黑色素瘤A375細(xì)胞共同移植給裸鼠后,腫瘤的發(fā)生率較單獨(dú)移植黑色素瘤的裸鼠增加,腫瘤體積增大。體外實(shí)驗(yàn)亦證實(shí)MSC能夠促進(jìn)腫瘤增殖,抑制腫瘤細(xì)胞凋亡。而對(duì)于負(fù)荷有腦膠質(zhì)瘤8MGBA細(xì)胞的裸鼠,MSC卻不能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的生長。多重因子分析顯示在腦膠質(zhì)瘤與MSC共培養(yǎng)體系中,腫瘤抑制因子如IL-1b、IL-1ra、IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IFN-γ的表達(dá)明顯增高;而在黑色素瘤與MSC共培養(yǎng)體系中,血管內(nèi)皮生長因子等腫瘤促進(jìn)因子的表達(dá)明顯增高。此外,SDF-1α/CXCR4生物軸亦起到招募MSC,并促進(jìn)黑色素瘤生長的作用。

      2.同一部位腫瘤但病理類型不同:即使是同一部位的腫瘤,不同病理類型的腫瘤細(xì)胞,MSC對(duì)其影響可能也不同。Karnoub等[14]的實(shí)驗(yàn)選用了4種不同病理類型的乳腺癌細(xì)胞系(腺癌MCF/Ras、鱗癌HMLER、導(dǎo)管癌MDA-MB-231及MDAMB-435),分別與人骨髓來源的MSC混合注射至免疫缺陷小鼠皮下,結(jié)果是MSC明顯促進(jìn)了MCF/Ras細(xì)胞的生長,而對(duì)其他3種細(xì)胞系腫瘤的原位生長無明顯影響,但4種乳腺癌細(xì)胞的肺轉(zhuǎn)移能力均得到了增強(qiáng)。

      3.同一細(xì)胞株體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同:Tian等[27]將人骨髓MSC分別與肺癌A549細(xì)胞及食管癌Eca-109細(xì)胞體外共培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)在共培養(yǎng)體系中,兩種腫瘤細(xì)胞的增殖均受到了抑制,腫瘤細(xì)胞周期停止在G1期,腫瘤細(xì)胞凋亡增加,但MSC與腫瘤細(xì)胞混合注射至BALB/c裸鼠皮下卻發(fā)揮完全相反的作用,MSC促進(jìn)了腫瘤的血管生成,腫瘤的體積明顯增大。Ramasamy等[28]在研究MSC與血液系統(tǒng)腫瘤的關(guān)系中也得出了類似的矛盾結(jié)果,該研究發(fā)現(xiàn)在體外實(shí)驗(yàn)中MSC能夠抑制慢性粒細(xì)胞白血病BV173細(xì)胞的增殖,但將MSC與BVl73細(xì)胞同部位注射于NOD/SCID小鼠皮下時(shí),局部腫瘤的生長卻得到了促進(jìn),其原因可能是MSC在腫瘤局部能夠形成腫瘤干細(xì)胞龕,從而使腫瘤細(xì)胞維持其自身的增殖能力。

      表1 MSC促進(jìn)腫瘤生長的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)

      4.MSC在體內(nèi)注射途徑:MSC目前在臨床應(yīng)用中多采用靜脈注射的方式輸注到人體內(nèi)。而各研究者的實(shí)驗(yàn)?zāi)P椭?,有與腫瘤細(xì)胞同部位局部注射、遠(yuǎn)離腫瘤細(xì)胞局部注射及靜脈注射等3種注射途徑。不同的注射方式可能影響到MSC的細(xì)胞因子分泌及體內(nèi)的遷移功能。有研究者將淋巴瘤或白血病細(xì)胞分別接種到正常免疫力或免疫缺陷的小鼠體內(nèi),骨髓來源的MSC以皮下同部位或靜脈的方式輸注到小鼠體內(nèi),發(fā)現(xiàn)當(dāng)MSC在皮下與淋巴瘤或白血病細(xì)胞共同注射時(shí),能夠促進(jìn)局部腫瘤的增殖,而靜脈輸注MSC則對(duì)皮下腫瘤的生長無影響[39]。Karnoub等[14]亦認(rèn)為MSC對(duì)乳腺癌轉(zhuǎn)移的促進(jìn)作用僅限于與腫瘤細(xì)胞同部位注射時(shí),當(dāng)遠(yuǎn)離腫瘤部位注射,促進(jìn)作用即消失,可能與細(xì)胞間直接接觸或MSC的旁分泌作用相關(guān)。

      5.MSC的輸注劑量及次數(shù):MSC輸注的劑量的高低可能影響其在體內(nèi)所發(fā)揮的作用。Djouad等[13]將不同濃度的小鼠骨髓MSC移植到負(fù)荷有腎腺癌Renca細(xì)胞的BALB/c小鼠體內(nèi),當(dāng)MSC劑量的輸注較高時(shí)(1×105個(gè)/只),促進(jìn)了腫瘤的發(fā)生率,而當(dāng)MSC的輸注劑量較低時(shí)(1×102個(gè)/只),則消除了腎癌在小鼠體內(nèi)的局部形成。

      表2 MSC抑制腫瘤生長的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)

      單次注射或多次注射造成MSC在體內(nèi)累積的數(shù)量不同,發(fā)揮作用的時(shí)間長短也不同。Li等[38]在 MSC 與多發(fā)性骨髓瘤(multiple myeloma,MM)的大鼠模型中證實(shí),靜脈注射MSC的效果與注射的次數(shù)有關(guān),僅單獨(dú)注射一次對(duì)MM骨病無影響,連續(xù)每周靜脈注射則能夠防止MM骨病。

      6.MSC的輸注時(shí)機(jī):MSC在動(dòng)物體內(nèi)輸注大體有2個(gè)時(shí)間點(diǎn):(1)將MSC與腫瘤細(xì)胞同時(shí)輸注;(2)預(yù)先建立好腫瘤動(dòng)物模型,待腫瘤細(xì)胞生長一段時(shí)間后再輸注MSC。Roorda等[24]將人骨髓MSC與Burkitt淋巴瘤以1:10的比例混合后接種到NOD/SCID小鼠皮下,發(fā)現(xiàn)MSC能夠促進(jìn)Burkitt淋巴瘤的發(fā)生和發(fā)展。而Secchiero等[36]則預(yù)先在NOD/SCID小鼠腹膜內(nèi)接種了Burkitt淋巴瘤,第4天時(shí)同樣以1:10的比例在種植腫瘤細(xì)胞的部位輸注MSC,得到的結(jié)論卻截然相反,發(fā)現(xiàn)MSC明顯減慢了腫瘤的發(fā)展,延長了小鼠的生存期。

      7.MSC供者的年齡:Zhu等[15]比較了胎兒及成人骨髓的MSC對(duì)SW80細(xì)胞系(結(jié)腸癌)及F6細(xì)胞系(異常MSC突變的腫瘤)的影響,將MSC分別以10:1或1:1的比例共同皮下注射到BALB/c裸鼠體內(nèi),結(jié)果是胎兒骨髓MSC及成人骨髓MSC對(duì)腫瘤的生長均起促進(jìn)作用,但成人骨髓組的腫瘤生長速度(20d腫瘤的發(fā)生率為100﹪)比胎兒骨髓組的腫瘤生長速度(20d腫瘤的發(fā)生率為20﹪~80﹪)更快。

      二、MSC影響腫瘤細(xì)胞生長可能的機(jī)制

      (一)影響血管生成

      MSC具有分化為血管細(xì)胞和分泌血管活性因子的潛能,在多數(shù)研究中顯示,MSC能夠促進(jìn)實(shí)體腫瘤周圍血管的生長,從而促進(jìn)腫瘤的進(jìn)展。Prantl等[19]將脂肪來源的MSC與前列腺癌細(xì)胞以1:10的比例混合后,注射到無胸腺的裸鼠皮下,注射3周后測(cè)量腫瘤的體積,共移植組與單獨(dú)注射腫瘤細(xì)胞組比較,腫瘤細(xì)胞的體積明顯增大,血管密度增加。同年,Lin等[20]進(jìn)行了一項(xiàng)相似的研究,他將前列腺癌細(xì)胞預(yù)先移植到裸鼠的一側(cè)皮下,1周后,把同樣是脂肪來源的MSC以1:2的比例皮下接種到腫瘤細(xì)胞的對(duì)側(cè),與在腫瘤細(xì)胞對(duì)側(cè)輸注PBS的對(duì)照組相比,MSC組腫瘤體積增大,毛細(xì)血管密度是對(duì)照組的2倍。但MSC組與對(duì)照組相比,血管內(nèi)皮生長因子的表達(dá)并無明顯區(qū)別,但成纖維細(xì)胞生長因子2(FGF2)的表達(dá)明顯增高。Tian等[27]在肺癌及食管癌的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中,也證實(shí)了MSC通過促進(jìn)血管生成而促進(jìn)了腫瘤的進(jìn)展。

      Otsu等[37]卻則認(rèn)為MSC與腫瘤細(xì)胞相互作用能夠抑制血管的生成,他在C57BL/6J小鼠皮下接種黑色素瘤B16F10細(xì)胞,7 d后將鼠骨髓MSC皮下注射至與腫瘤相同的部位,發(fā)現(xiàn)MSC明顯抑制了腫瘤細(xì)胞的生長,腫瘤細(xì)胞血管密度減低。體外實(shí)驗(yàn)中,MSC能在人工基底膜上朝向毛細(xì)血管來源的內(nèi)皮細(xì)胞遷移,并分解活性氧,引起內(nèi)皮細(xì)胞的凋亡及毛細(xì)血管退化。

      (二)影響腫瘤轉(zhuǎn)移

      Shinagawa等[16]將人骨髓MSC與結(jié)腸癌KM12SM細(xì)胞以2:1的比例共同輸注,發(fā)現(xiàn)MSC能夠加強(qiáng)腫瘤的遷移及侵犯能力,促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞的生長及轉(zhuǎn)移。Karnoub等[14]將低轉(zhuǎn)移性乳腺癌細(xì)胞與人骨髓來源的MSC混合注射至免疫缺陷小鼠皮下,發(fā)現(xiàn)MSC可通過分泌CCL5,介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞從微血管向轉(zhuǎn)移灶滲出和遷移,從而增強(qiáng)乳腺癌的肺轉(zhuǎn)移能力。此外Corcoran等[40]發(fā)現(xiàn)MSC還可以通過影響SDF-1α/CXCR4生物軸促進(jìn)低轉(zhuǎn)移性乳腺癌向骨轉(zhuǎn)移。

      (三)對(duì)機(jī)體免疫功能的抑制

      MSC最重要的生物學(xué)特性之一就是其強(qiáng)大的免疫調(diào)節(jié)性,研究者們逐步證實(shí)了MSC在體內(nèi)對(duì)T細(xì)胞、B細(xì)胞、DC細(xì)胞、NK細(xì)胞、粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等均有不同程度的免疫調(diào)節(jié)能力,當(dāng)MSC輸注到人體后,可能因?yàn)橐种茩C(jī)體的免疫功能而促進(jìn)腫瘤的生長。Djouad等[12]將鼠骨髓來源的MSC及黑色素瘤B16細(xì)胞共同移植給多種免疫功能不同的小鼠,發(fā)現(xiàn)MSC對(duì)腫瘤細(xì)胞的生長和轉(zhuǎn)移起了明顯的促進(jìn)作用,認(rèn)為MSC促進(jìn)腫瘤生長的原因是MSC阻礙了小鼠T淋巴細(xì)胞的增殖活化,抑制樹突狀細(xì)胞分化及成熟。

      (四)影響腫瘤的細(xì)胞周期及細(xì)胞凋亡

      多項(xiàng)體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)MSC能夠?qū)⒛[瘤細(xì)胞阻滯在G0或G1期,并誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡。Lu等[32]發(fā)現(xiàn)鼠骨髓MSC與肝癌H22細(xì)胞及胰島瘤INS-1細(xì)胞在體外共培養(yǎng)后,細(xì)胞周期負(fù)調(diào)節(jié)蛋白p21的表達(dá)上升,凋亡相關(guān)蛋白酶caspase3的表達(dá)下降,MSC通過誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞G0或G1期停滯及細(xì)胞凋亡的方式,阻滯腫瘤細(xì)胞的周期進(jìn)展。

      許多研究者認(rèn)為MSC能夠抑制腫瘤細(xì)胞的凋亡。Yu等[21]將人脂肪來源的MSC與肺癌H460細(xì)胞及膠質(zhì)瘤U87MG細(xì)胞分別以2:1、1:1、1:10的比例共同局部移植于BALB/c裸鼠體內(nèi),發(fā)現(xiàn)MSC對(duì)兩種腫瘤細(xì)胞的生長均起促進(jìn)作用。體外實(shí)驗(yàn)中,不論是將MSC與腫瘤細(xì)胞共培養(yǎng),還是MSC條件培養(yǎng)基與腫瘤細(xì)胞共培養(yǎng),均能抑制腫瘤細(xì)胞的凋亡。

      (五)MSC與腫瘤細(xì)胞之間的細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)及信號(hào)通路

      1.Wnt/β-catenin信號(hào)通路:Qiao等[29]將人類胎兒皮膚來源的MSC與肝癌細(xì)胞系H7402以1:1的比例注射到SCID小鼠,發(fā)現(xiàn)MSC能延遲腫瘤的形成,縮小腫瘤的體積;他們又將MSC與乳腺癌細(xì)胞MCF-7以1:100的比例共同注射到SCID小鼠皮下,得到了同樣的結(jié)果[30]。體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)MSC與腫瘤細(xì)胞接觸后,能夠分泌DKK-1,下調(diào)Wnt信號(hào)通路中β-catenin的表達(dá),加入DKK-1抗體后可明顯削弱MSC對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制作用。次年在Zhu等[41]的一項(xiàng)體外實(shí)驗(yàn)研究中,將人脂肪來源的MSC以1:10的比例與乳腺癌MCF-7細(xì)胞體外共培養(yǎng),亦得到了相似的結(jié)論。

      2.PI3K/Akt信號(hào)通路:Khakoo 等[31]給無胸腺的裸鼠皮下種植了Kaposi肉瘤細(xì)胞,靜脈輸注人骨髓來源的MSC,發(fā)現(xiàn)MSC對(duì)Kaposi肉瘤有明顯的抑制效應(yīng)。進(jìn)一步體外實(shí)驗(yàn)證實(shí),MSC通過細(xì)胞間直接接觸,下調(diào)PI3K/Akt信號(hào)通路中Akt蛋白激酶的活性,抑制Kaposi肉瘤的生長。Dasari等[34-35]在人臍血MSC對(duì)膠質(zhì)瘤細(xì)胞抑制作用的分析中,亦認(rèn)為是通過上調(diào)PTEN的表達(dá),阻斷PI3K/AKT信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)的。

      而另一項(xiàng)研究卻認(rèn)為MSC能夠啟動(dòng)PI3K/AKT信號(hào)通路,乳腺癌細(xì)胞通過直接接觸,誘導(dǎo)微環(huán)境中MSC過表達(dá)趨化因子CCL5(又名RANTES),CCL5與乳腺癌細(xì)胞表面相應(yīng)受體CCR5相互作用,啟動(dòng)PI3K/Akt信號(hào)通路,從而促進(jìn)了乳腺癌細(xì)胞生長和轉(zhuǎn)移能力[14]。

      3.JAK2/STAT3信號(hào)通路:Hsu等[25]將MSC與肺癌A549、CL1-5細(xì)胞株體外共培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)MSC可促進(jìn)肺癌細(xì)胞的集落形成,在注射有肺癌細(xì)胞的NOD/SCID小鼠體內(nèi),MSC也能促進(jìn)其在體內(nèi)的生長。其原因與MSC分泌IL-6,通過活化JAK2/STAT3信號(hào)通路有關(guān)。當(dāng)拮抗IL-6或STAT3被沉默后,肺癌細(xì)胞的集落形成能力便隨之減弱。Tsai等[26]在結(jié)腸癌小鼠模型中,同樣發(fā)現(xiàn)了MSC對(duì)IL-6/JAK2/STAT3信號(hào)通路的激活作用,從而促進(jìn)結(jié)腸癌的形成。

      三、MSC在體內(nèi)外對(duì)血液系統(tǒng)腫瘤的影響

      1.對(duì)白血病的影響:多數(shù)的體外實(shí)驗(yàn)認(rèn)為MSC對(duì)白血病的生長起抑制作用。Ramasamy等[28]將人骨髓MSC分別與慢性粒細(xì)胞白血病BV173及K562細(xì)胞株、急性髓性白血病KG1a細(xì)胞株、急性T淋巴細(xì)胞白血病Jurkat細(xì)胞株共培養(yǎng),MSC與白血病細(xì)胞的比例為1:1,1:5,1:10,1:100,發(fā)現(xiàn)MSC能夠抑制白血病細(xì)胞的增殖,阻滯白血病細(xì)胞周期于G0或G1期,周期蛋白D2、p27kip1及CDK4的表達(dá)下降,但白血病細(xì)胞的凋亡也隨之減少。2012年,他們又將人臍血來源的MSC與慢性粒細(xì)胞白血病K562細(xì)胞株共培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)人臍血MSC亦能抑制K562細(xì)胞的增殖,使K562細(xì)胞停滯在G0或G1期,且抑制作用在細(xì)胞直接接觸時(shí)最有效[42]。同時(shí)該研究分析了共培養(yǎng)液中的33種細(xì)胞因子,其中TGF-β1(LAP),IL-6 及 IL-8 的表達(dá)升高。Zhu等[41]將人脂肪來源的MSC分別與慢性粒細(xì)胞白血病K562細(xì)胞株及急性早幼粒細(xì)胞白血病HL60細(xì)胞株以1:10的比例體外共培養(yǎng),同樣證實(shí)了MSC對(duì)白血病細(xì)胞的增殖起抑制作用,這種抑制作用是通過MSC分泌DKK-1,抑制WNT信號(hào)通路實(shí)現(xiàn)的。

      另有研究證實(shí)MSC可以抑制化療藥物對(duì)白血病細(xì)胞的凋亡作用。Tabe等[43]在一項(xiàng)對(duì)人脂肪來源的MSC與急性早幼粒細(xì)胞白血病的體外實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),MSC產(chǎn)生的瘦素能夠阻止全反式維甲酸(ATRA)及多柔比星誘導(dǎo)的急性早幼粒細(xì)胞白血病細(xì)胞凋亡,該作用需要細(xì)胞間直接接觸,并與STAT3及MAPK的磷酸化有關(guān)。Vianello等[18]也認(rèn)為MSC在體內(nèi)外能夠抑制格列衛(wèi)誘導(dǎo)的慢性粒細(xì)胞白血病凋亡,其原因可能是MSC分泌的CXCL12與表達(dá)于慢性粒細(xì)胞白血病細(xì)胞表面的CXCR4結(jié)合,形成CXCL12/CXCR4生物軸,而當(dāng)加入CXCR4拮抗劑后,依然能夠恢復(fù)格列衛(wèi)對(duì)慢性粒細(xì)胞白血病細(xì)胞的誘導(dǎo)凋亡作用。

      2.對(duì)淋巴瘤的影響:部分研究者認(rèn)為MSC體內(nèi)外能夠抑制淋巴瘤的生長。Lu等[32]將小鼠骨髓MSC與淋巴瘤YAC-1細(xì)胞株及EL-4細(xì)胞株以不同的比例共培養(yǎng)(MSC與腫瘤細(xì)胞分別為1:10、1:20、1:40、1:80),發(fā)現(xiàn) MSC 對(duì)鼠淋巴瘤細(xì)胞株的生長有抑制作用,且這種抑制作用呈劑量依賴性。在共培養(yǎng)體系中,細(xì)胞周期負(fù)調(diào)節(jié)蛋白p21的表達(dá)上升,而凋亡相關(guān)蛋白酶caspase3的表達(dá)下降。Secchiero等[36]選用了EBV陰性Burkitt淋巴瘤細(xì)胞株BJAB及EBV陽性B細(xì)胞淋巴瘤細(xì)胞株SKW6.4,分別注射到NOD/SCID小鼠腹膜內(nèi),輸注淋巴瘤細(xì)胞后的第4天,以1:2或1:10的比例同部位輸注人骨髓MSC,發(fā)現(xiàn)在MSC與淋巴瘤細(xì)胞為1:10時(shí),能夠明顯減慢淋巴瘤的發(fā)展,延長小鼠的生存期。

      也有研究者認(rèn)為MSC對(duì)淋巴瘤的影響可類似于部分實(shí)體腫瘤,通過促進(jìn)血管生成而促進(jìn)淋巴瘤的生長。Roorda等[24]將人骨髓MSC與Burkitt淋巴瘤Daudi細(xì)胞混合后接種到NOD/SCID小鼠皮下,混合注射組較單獨(dú)腫瘤細(xì)胞注射組的血管密度明顯增加,淋巴瘤的發(fā)生和發(fā)展得到了促進(jìn)。而每隔一天注射血管抑制劑PTK787/ZK 222584,則能明顯減弱MSC對(duì)腫瘤的促進(jìn)作用。此外,Kyriakou等[23]在Burkitt淋巴瘤小鼠模型中,也證實(shí)了MSC對(duì)淋巴瘤的促進(jìn)作用。

      3.對(duì)多發(fā)性骨髓瘤的影響:最新的一項(xiàng)關(guān)于MSC與多發(fā)性骨髓瘤關(guān)系的研究中[22],認(rèn)為在體內(nèi)外,MSC均能向MM細(xì)胞方向趨化,并且通過細(xì)胞間直接接觸及分泌可溶性細(xì)胞因子IL-6、IL-10、IGF-1、血管內(nèi)皮生長因子、DDK-1等,促進(jìn)MM細(xì)胞的增殖及生長,同時(shí)抑制MM細(xì)胞的自發(fā)性凋亡及硼替佐米誘導(dǎo)的MM細(xì)胞凋亡,在MSC與MM細(xì)胞共培養(yǎng)體系中周期蛋白D2、CDK4、BCL-XL的表達(dá)增加,Caspase3和PARP的表達(dá)下降,其機(jī)制可能與MSC影響了PI3K/AKT及MAPK信號(hào)通路有關(guān)。

      而另一項(xiàng)相似的研究中,則得到相反的結(jié)論[38]。該研究采用SCID大鼠為模型,認(rèn)為骨內(nèi)注射MSC能預(yù)防MM骨病,促進(jìn)骨形成,抑制MM的生長。馬法蘭誘導(dǎo)緩解后,骨內(nèi)注射MSC能促進(jìn)骨形成,延遲MM骨病的發(fā)生。

      四、MSC在防治移植物抗宿主?。╣raft-versushost disease,GVHD)中有效性及安全性的臨床研究

      1.MSC聯(lián)合造血干細(xì)胞移植預(yù)防GVHD:2005年,Lazarus等[1]報(bào)道了一項(xiàng)MSC與造血干細(xì)胞(hemopoietic stem cell,HSC)共移植的多中心Ⅱ期臨床實(shí)驗(yàn),共有46例惡性血液病患者進(jìn)行了同胞供者HLA配型全相和的骨髓或外周血造血干細(xì)胞移植,移植前4 h靜脈輸注供者骨髓來源的MSC,輸注劑量為(1~5)×106個(gè) /kg,共有 11例(24﹪)患者復(fù)發(fā)(中位時(shí)間 231.5 d,范圍 14~688 d),2 年無病生存率為53﹪,與HSC單移植組相比,MSC與HSC共移植并沒有促進(jìn)惡性血液腫瘤的復(fù)發(fā)。

      MSC在非清髓造血干細(xì)胞移植中亦有良好的預(yù)防作用。Baron等[2]將第三方的骨髓MSsC在非清髓外周血造血干細(xì)胞移植前30~120min靜脈輸注給20例惡性血液病患者,與歷史對(duì)照組比較,MSC輸注組的一年內(nèi)非復(fù)發(fā)相關(guān)性死亡率(10﹪和37﹪)及GVHD發(fā)生率(10﹪和31﹪)明顯降低,疾病無進(jìn)展生存率(60﹪和38﹪)及總生存率(80﹪和44﹪)增高,疾病復(fù)發(fā)率無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(30﹪和25﹪,P=NS)。

      Ball等[3]報(bào)道了兒童HLA半相合的造血干細(xì)胞移植聯(lián)合輸注MSC預(yù)防GVHD的臨床研究,研究組共14例兒童,其中11例為惡性血液病,MSC來源于供者骨髓,輸注劑量為(1~3.3)×106個(gè) / kg,觀察到MSC與HSC聯(lián)合輸注能夠加速造血恢復(fù),與歷史對(duì)照,復(fù)發(fā)率及感染率未見增高。

      另外亦有研究者對(duì)MSC在臍血造血干細(xì)胞移植中的應(yīng)用進(jìn)行了報(bào)道[5],報(bào)道中共有13例兒童惡性血液病患者在臍血移植當(dāng)天輸注MSC,MSC來源于父母的骨髓,輸注劑量為(1~3.9)×106個(gè) / kg,與歷史對(duì)照組相比,輸注MSC組的患兒無一例發(fā)生Ⅲ~Ⅳ度aGVHD,而歷史對(duì)照組中Ⅲ~Ⅳ度aGVHD的發(fā)生率為26﹪,3年內(nèi)疾病復(fù)發(fā)率并無明顯差別(25﹪和23﹪)。

      與上述結(jié)果相悖,本中心觀察到MSC與HSC聯(lián)合移植可能會(huì)增加疾病的復(fù)發(fā)率[4]。該項(xiàng)研究中共包含25例惡性血液病患者,其中HSC聯(lián)合MSC共移植組10例,單獨(dú)HSC移植組15例,MSC來源于供者骨髓,輸注的劑量范圍為(0.03~1.53)×106個(gè)/ kg,與HSC單移植組比較,共移植組的急性和慢性GVHD均明顯下降,但是共移植組原發(fā)病的復(fù)發(fā)時(shí)間縮短(中位時(shí)間 63 d,范圍 39~1062 d 和中位時(shí)間 177 d,范圍 66~450d),復(fù)發(fā)率增高(60﹪和20﹪),3年無病生存率低(30﹪和66.7﹪)。

      2.MSC在造血干細(xì)胞移植后治療aGVHD:2008年,Le-Blanc等[6]報(bào)道了歐洲骨髓移植發(fā)展協(xié)會(huì)的一項(xiàng)多中心Ⅱ期臨床研究,該研究共納入了55例移植后發(fā)生Ⅱ~Ⅳ度激素耐藥的aGVHD患者,接受MSC輸注92例次,輸注的MSC劑量為(0.4~9.0)×106個(gè) / kg,有 23例次來源于造血干細(xì)胞供者,69例次來源于第三方無關(guān)供者,治療結(jié)果是30例患者完全有效,9例患者癥狀得到改善,MSC完全有效的患者2年無病生存率明顯提高。這55例患者中,有43例患有惡性血液病,移植后僅3例患者出現(xiàn)腫瘤復(fù)發(fā)。

      2011年,Prasad等[7]發(fā)表了一個(gè)多中心的關(guān)于MSC治療嚴(yán)重激素耐藥的aGVHD的報(bào)道,共納入自2005年到2007年的12例兒童造血干細(xì)胞移植后發(fā)生Ⅲ~Ⅳ度嚴(yán)重的激素耐藥的aGVHD患者,MSC來源為第三方的骨髓MSC,其中2例患者每次輸注MSC的劑量為8×106個(gè)/kg,其余10例每次2×106個(gè)/kg,全部患者均經(jīng)靜脈輸注,每周輸注2次,共計(jì)4周。MSC對(duì)這些嚴(yán)重激素耐藥的aGVHD產(chǎn)生了良好的療效,且在觀察期間無明顯不良事件發(fā)生,認(rèn)為MSC對(duì)治療嚴(yán)重激素耐藥的aGVHD是安全有效的。

      五、問題與展望

      根據(jù)表1,2可看出,研究者們?cè)诮SC與腫瘤移植模型時(shí),既有免疫功能正常的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,也有免疫功能低下或缺陷的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,而MSC在體內(nèi)可能不只對(duì)腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生作用,對(duì)機(jī)體的免疫細(xì)胞可能亦產(chǎn)生作用,從而間接影響腫瘤的生長。何種動(dòng)物模型能夠更加真實(shí)地模擬患者當(dāng)時(shí)的免疫狀態(tài),亦是一個(gè)重要的影響因素。此外,MSC的來源廣泛,研究者的體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)中采用了骨髓、脂肪、臍血、臍帶、胎盤等不同組織來源的MSC,而不同來源的MSC之間免疫調(diào)節(jié)能力、遷移能力及分泌的細(xì)胞因子均有差異,這些差異可能也是造成MSC與腫瘤之間不同作用的原因。

      綜上所述,MSC對(duì)腫瘤的生長扮演著雙重角色,MSC與腫瘤細(xì)胞相互交錯(cuò)形成復(fù)雜的細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò),從而影響體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)的不同結(jié)局。在共培養(yǎng)體系或種植性動(dòng)物腫瘤模型中,由于人為干擾因素過多,與腫瘤在人體內(nèi)的發(fā)生發(fā)展有很大的背景差異,究竟MSC在人體內(nèi)如何影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展,也許最終只有通過大規(guī)模的隨機(jī)臨床實(shí)驗(yàn)才能明確。但MSC可能促進(jìn)腫瘤的作用是不容忽視的潛在危險(xiǎn)因素,且有報(bào)道稱多次傳代培養(yǎng)后MSC本身也有惡變的可能,這需要認(rèn)真研究MSC在腫瘤治療上作用與機(jī)制,權(quán)衡應(yīng)用MSC的利與弊。

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