[摘要] 间充质干细胞（MSCs）是一类具有分化为脂肪细胞、骨及软骨细胞等间充质细胞系的成体干细胞。在一定条件下MSCs可以跨谱系障碍分化为神经及神经胶质细胞。MSCs具有免疫调节、抗增殖、抗炎、抗凋亡及抗氧化的特性，此外，MSCs有神经保护和分泌神经营养因子的功能。大量研究证明MSCs移植治疗实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE）是有效的，具有可观的前景。本文对有关MSCs治疗EAE的具体机制的研究进展进行综述。
[关键词 间充质干细胞；多发性硬化；免疫调节；神经保护；神经营养
[中图分类号] R744.51 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2017）02（c）-0049-04
多发性硬化（multiple sclerosis，MS）是一种中枢神经系统的炎性脱髓鞘病，病因不明，实验性自身免疫性脑脊髓炎（experimental autoimmune encephalomy？鄄elitis，EAE）是研究MS的经典动物模型。目前普遍认为MS/EAE是一种由致病性T淋巴细胞（尤其是Th1细胞）所介导的自身免疫性疾病，其遗传易感性、环境因素，以及机体自身的免疫状态与MS/EAE的发生有一定相关性[1]。
间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cells，MSCs）具有调节免疫、抗炎、抗凋亡及神经保护和神经营养作用，在某些实验中还发现其具有分化为神经元和胶质细胞的潜能[2].本文对有关MSCs治疗MS/EAE的免疫调节，神经保护，神经营养等机制的最新研究进展进行综述。
1 MSCs的免疫调节机制及抗炎机制
目前已知MS发病机制的重要因素是自身免疫及炎症浸润。MSCs是一类中胚层细胞谱系，具有多向分化能力和低免疫原性，且其有调节固有和适应性免疫的作用，表达主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC）Ⅰ类分子，不表达MHCⅡ类分子，低表达B7-1（CD80）、B7-2（CD86）、CD40、CD40L等共刺激分子。
1.1 T淋巴细胞
1.1.1 抑制活动性T细胞 MS是CD4+Th1细胞和Th17细胞调节为主的自身免疫病，MSCs在多水平对T细胞起免疫调节作用。MSCs可减少细胞表面的CD3、CD4和CD28的表达，限制抗原提呈细胞（antigen-presenting cells，APCs）的活化[3]，通过抑制肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）和γ干扰素（interferon-γ，IFN-γ）等促炎因子的产生從而抑制CD4+Th1细胞，抑制CD8+细胞，诱导其凋亡，以及上调表达白介素-10（Interleukin-10，IL-10）、白介素-4（Interleukin-4，IL-4）等有Th2释放的细胞因子，发挥抗炎效应[4]。Zepp等[5]发现，EAE动物模型的外周血细胞中，Th1/Th17炎症细胞因子IFN-γ、IL-17、IL-2、IL-12p70和TNF-α水平均明显升高，而抗炎Th2细胞因子IL-4和IL-5的水平显著下降。另有研究发现，Th17在EAE的致病过程中作用显著，而MSCs能通过分泌IL-27抑制IL-17和Th17的产生[6]。总之，MSCs可有效地抑制活化T细胞，减轻炎性反应。
1.1.2 激活调节性T细胞（Tregs） MSCs可能激活Tregs细胞，在Th1和Th17分化的早期阶段诱导CD4+CD25+ Foxp3+Tregs生成，从而减少Th1和Th17细胞表达，而在Th1和Th17成熟阶段不会诱导Tregs生成[7]。MSCs可刺激两类更加重要的诱导性调节性T细胞（iTregs）：Tr1和Th3增殖，同时通过分泌IL-10因子和转化生长因子-β（transforming growth factor，TGF-β）和上调程序性死亡1（programme death 1，PD-1）受体和其配体B7-H1，从而增加Treg细胞的免疫抑制作用。若阻断PD-1/B7-H1通路可以加速EAE发病过程，故MSCs与Treg细胞共同培养比起单独使用MSCs更具免疫抑制效果[8]。
一些可溶性免疫抑制因子参与MSCs介导的免疫调节，包括诱导型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase，iNOs）[9]、吲哚胺2，3 - 双加氧酶（Indole-2，3 - Dioxygenase，IDO）[10、11]、TGF-β、肝细胞生长因子（hepatocyte growth factor，HGF）、PGE2[11]、IL-10、IL-6、血红素加氧酶-1（heme oxygenase-1，HO-1）、可溶性HLA-G5[12]和TNF-α刺激基因-6（tumor necrosis factor alpha stimulated gene-6，TSG-6）[13]，其中iNOs可以单一的调解MSCs介导的免疫抑制。IDO为免疫调节提供重要的微环境，通过降解局部组织中的色氨酸、抑制宿主同种异体T细胞增殖而发挥免疫调节作用，诱导骨髓间充质干细胞（BMSCs）向神经元骨髓间充质干细胞（nBMSC）分化。MSCs可分泌高浓度的PGE2从而高表达相关性的IDO，有学者认为BMSC对EAE的免疫调节作用取决于PGE2的分泌[14]。此外，膜结合HLA-G蛋白可抑制NK细胞，溶解T细胞，并抑制异体物增殖CD4 T淋巴细胞以及诱导增加Th2细胞因子[12]。
1.2 B淋巴细胞
长期以来，B细胞及其抗体对MS的影响一直被忽略，而在MOG诱导的EAE模型中B细胞是启动T细胞应答关键的APCs，B细胞依靠B细胞抗原受体（B cell antigen receptor，BCR）发挥抗原呈递作用，T-B细胞通过识别同一自身抗原而发挥协调作用，BMSCs抑制B细胞增殖、分化和趋化因子活化。学者发现[15]hMSCs与B细胞共同培养时，HLA-DR、CD80、CD86、或CD40的表达无显著下调，提示此时B细胞的APCs功能仍在发挥作用，hMSCs没有显著抑制B细胞的TNFα、IFN-γ，MSCs调节B细胞不是简单的抑制其增殖。MSCs调节B细胞增殖是使细胞滞留于G0/G1期，而不是经过诱导细胞凋亡使其增殖受限。有研究在Transwell实验在外周淋巴器中发现B细胞抑制的主要机制是MSCs产生可溶性因子，免疫球蛋白IgM、IgG和IgA的生成明显减少[16]，同时B细胞表面趋化因子受体（如趋化因子CXCLl2/CXCLl3的受体CXCR4、CXCR5及CCR7）的表达显著下调[12]。MSCs在抑制B细胞增殖的同时T细胞也被抑制。最近研究发现MSCs可以分化为两个不同的群体，MSC1和MSC2，以活化不同的Toll样受体（Toll-Like Receptors，TLR）。TLR4-促进MSC1表达促炎因子，使B细胞活化生长因子（B cell growth factor activation，BAFF）表达上调，而TLR3 -促进MSC2表达抗炎因子[15]。总之，MSCs调节B细胞也是在多个水平进行，包括抗增殖和分化，抗体生成细胞和趋化因子的调节。
1.3 固有免疫细胞
固有免疫细胞主要有NK细胞、单核巨噬细胞和树突状细胞（dendritic cells ，DCs）。NK细胞是执行固有免疫及免疫监视作用的效应细胞。巨噬细胞是机体重要的免疫效应细胞，巨噬细胞活化既可发挥促炎作用，也可发挥抗炎作用。固有免疫应答启动适应性免疫应答，其中DCs是一组专业的APCs，调节适应性免疫反应。干细胞可以通过转换细胞因子类型从而生成幼稚的DCs，使促炎TH1向抗炎Th2转换[17]。MSCs具有抗炎作用，可抑制髓系树突状细胞产生TNF-α，促进浆细胞样树突状细胞产生IL-10[18]。脂肪起源的MSCs抑制DCs表型（CD11+DCs）成熟和细胞因子产生，促使髓鞘DCs免疫耐受从而诱导T细胞无能。Tregs还可以通过引流的淋巴结以细胞-细胞接触和分泌可溶性因子的方式，抑制固有免疫（DC和NK细胞）。MSCs还可以表达基质金属蛋白酶9（matrix metalloproteinase-9，MMP9）来降低单核细胞和T细胞向CNS浸润[19]。
2 MSCs的神经保护机制
MS急性活动期脱髓鞘及髓鞘再生并存，再生的髓鞘呈现短而细且形状不规则，此时病灶内炎性反应显著，这种再生是一种短暂的现象，而且再生的髓鞘可能是下次脱髓鞘的攻击部位，髓鞘再生与病灶中的少突胶质前体细胞（oligodendrocyte precursor cells，OPS）密切相关。研究表明干细胞移植可以启动内源性神经干细胞和前体细胞的激活，尤其是入植于海马齿状回，脑室下区，室管膜下区（SVZ）等大脑区域[20]， 但如何通过促进内源性神经修复机制和移植外源性髓鞘细胞达到髓鞘再生和神经修复功能的具体机制知之甚少。
BMSCs可通过抑制谷氨酸受体的表达和功能，以及降低谷氨酸诱导的钙内流来保护CNS神经元免除谷氨酸的兴奋毒性，更有利于增加细胞的可塑性[21]。近年的研究指出，MSCs在体内或体外均可通过抗氧化作用实现神经保护。例如hMSCs通过分泌超氧化物歧化酶-3起抗氧化神经保护的作用[22]，MSCs可减少星形胶质疤痕形成，更有利于促进髓鞘再生，修复少突胶质细胞和神经元[23]，同时MSCs具有抗凋亡作用机制减少神经凋亡。
3 MSCs的神经营养机制
MSCs除了可以增加受损神经元的可塑性，还可以通过旁分泌机制刺激神经胶质细胞分泌神经营养因子，包括脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）、神经生长因子（nerve growth factor，NGF）、血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、睫状神经营养因子（Ciliary neurotrophic factor，CNTF）、碱性成纤维细胞生长因子-2（basic fibroblast growth factor-2，FGF-2）。Makar等[24]研究发现通过转染BDNF基因的MSCs移植治疗EAE动物模型比单纯移植MSCs更具有抗炎效果、免疫调节和神经保护作用，BDNF可通过减少炎症和细胞凋亡来改善EAE。Zhang等[25]利用BMSC转染神经营养因子3（neurotrophin 3，NT-3）移植入EAE中发现，MBP大量表达及髓鞘广泛再生，提示NT-3对少突胶质细胞的增殖，分化和成熟至关重要。
4 现状与展望
综上所述，MSCs可通过多重机制来治疗MS，但MSCs治疗MS的机制仍不明确，还有诸多问题有待解决，例如：干细化分化神经元和胶质细胞如何迁移至病灶中？如何起神经修复的作用？针对不同类型的干细胞种类、剂量、移植的时间途径、移植是否需要联合用药？下一步应针对MSCs移植的细胞数量、移植时间和移植途径的选择，MSCs治疗结合基因修饰、药物修饰和MSCs的定向分化状态选择等方面进行研究，利于更好的了解其治疗的机制，也有利于进一步了解疾病的发病机制和病因，以及新药物的研究和开发。
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（收稿日期：2016-11-03 本文編辑：苏 畅）
