脂肪来源基质细胞分泌组的培养条件调控及其对血管生成、胶原沉积和免疫调节的影响

【字体: 时间:2025年05月19日 来源:Bioscience Reports 3.8

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  为解决 ASC 细胞疗法存在的标准化及细胞存活等问题,研究人员开展不同培养条件(常氧、细胞因子、高糖、缺氧等)对 ASC 分泌组功能影响的研究,发现常 / 缺氧分泌组促血管生成、胶原沉积及免疫调节效果显著,为无细胞疗法提供方向。

  
在生命科学与再生医学领域,基于细胞的疗法一直被视为修复组织损伤的重要方向。脂肪来源基质细胞(ASCs)因其多向分化潜能和免疫调节能力备受关注,然而传统 ASC 疗法面临着细胞分离标准化不足、移植后存活率低以及个体差异等难题。如何规避这些风险并最大化利用 ASC 的再生潜力?科学家将目光转向了 ASC 分泌组 —— 一种包含生长因子、细胞因子、胞外囊泡等生物活性分子的混合物,有望成为无细胞治疗的新策略。但不同培养条件如何影响分泌组的功能特性,进而调控组织修复的关键过程(如血管生成、胶原沉积和免疫调节),仍是亟待探索的科学问题。

荷兰格罗宁根大学医学中心(UMCG)的研究团队针对这一挑战展开研究,相关成果发表在《Bioscience Reports》。他们通过调控 ASC 的培养微环境,包括常氧、缺氧、高糖、细胞因子及缺氧 + 高糖条件,系统分析了分泌组对人鼠细胞模型中血管生成、胶原沉积和免疫应答的影响,旨在筛选出具有最优再生潜能的分泌组配方,为临床转化提供理论依据。

研究采用了以下关键技术方法:首先从人肾周脂肪和大鼠脂肪中分离 ASCs(prASC),通过流式细胞术鉴定其表面标志物(CD29+CD90+CD73+CD105+等)以确认间充质干细胞特性;随后在不同条件下培养 ASCs 并收集分泌组;利用管形成实验(TFA)检测血管生成能力,皮克罗天狼星红染色(Picrosirius red staining)定量胶原沉积,单向混合淋巴细胞反应(MLR)联合抗体介导的细胞毒性试验(CDC)评估免疫调节功能;最后通过统计学分析比较不同分泌组的效能差异。

分泌组的促血管生成能力


在人脐静脉内皮细胞(HUVEC)和大鼠主动脉内皮细胞(RAEC)模型中,常氧和缺氧条件下的 ASCs 分泌组均显著促进管样结构形成。其中,人源缺氧分泌组的分支点数量较常氧组增加 2.44 倍,鼠源缺氧分泌组则提升 2.39 倍,均显著优于高糖和细胞因子组。值得注意的是,高糖条件对鼠源内皮细胞的血管生成无显著促进作用,提示物种差异可能影响分泌组的功能响应。

对胶原沉积的调控作用


人肺成纤维细胞和大鼠真皮成纤维细胞的实验显示,常氧、缺氧及缺氧 + 高糖的人源分泌组可使胶原沉积分别增加 1.47、1.64 和 1.30 倍,而高糖组反而减少 30%。鼠源分泌组中,仅常氧和缺氧条件显著促进胶原合成(分别增加 1.68 和 2.18 倍),且缺氧组效果优于常氧组,这可能与缺氧诱导因子 - 1α(HIF-1α)的表达上调有关,其通过稳定胶原 mRNA 促进合成。

免疫调节功能评估


在混合淋巴细胞反应中,除高糖组外,人源常氧和缺氧分泌组可使外周血单个核细胞(PBMC)存活率提升 250% 以上,显著抑制同种抗体介导的细胞毒性。鼠源分泌组中,常氧组对脾细胞的保护作用最强(存活率增加 325.5%),而高糖和细胞因子组效果较弱,可能与色氨酸代谢通路的激活影响 T 细胞功能有关。

研究证实,培养条件可显著重塑 ASC 分泌组的功能特性:常氧和缺氧分泌组在血管生成、胶原沉积和免疫调节方面表现出协同增强效应,其中缺氧环境可能通过诱导 HIF-1α 等关键因子发挥核心作用。值得关注的是人源缺氧 + 高糖分泌组在胶原沉积和免疫调节中的独特表现,提示复杂微环境可能诱导分泌组产生新的功能组合。这些发现不仅揭示了 ASC 分泌组的可塑性机制,也为无细胞疗法的配方设计提供了明确方向 —— 通过精准调控培养条件,可定制化生成针对不同组织修复需求的分泌组,例如促进创伤愈合的促血管生成型或抑制免疫排斥的免疫调节型。

尽管研究基于体外模型且存在物种差异限制,但其为开发标准化、可扩展的 ASC 分泌组疗法奠定了基础。未来进一步探索体内效应及分子机制,有望推动该类疗法从实验室走向临床,为糖尿病溃疡、器官移植排斥等难题提供创新解决方案。

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