研究發現注射免疫細胞可明顯促進骨骼、肌肉和皮膚的癒合
新的研究發現,將控制人體免疫反應的調節性T細胞或Tregs直接注射到受損的骨骼、肌肉和皮膚中能顯著促進癒合。現在,開發一種基於細胞的通用方法來促進傷後癒合的大門已經打開。
英國劍橋大學的一項研究顛覆了人們對調節性T 細胞(Tregs)的傳統看法,發現這些機體免疫反應的活躍控制者有可能被用作”幾乎治療一切疾病”的治療大軍。
現在,日本大阪大學免疫學前沿研究中心(IFReC)和澳洲墨爾本莫納什大學的研究人員在一項新研究中對這種潛力進行了調查,結果發現這是真的。
蒙納士大學副教授、該研究的通訊作者米卡埃爾-馬蒂諾(Mikaël Martino)說:”我們開始探索將Tregs用於再生醫學目的,因為它們可以直接影響其他免疫細胞類型,即單核細胞和巨噬細胞。
單核細胞是一種白血球,負責抵抗某些感染並幫助其他白血球清除死亡或受損細胞。巨噬細胞是免疫系統的另一個白血球,可吞噬和消化(吞噬)病原體,如微生物、癌細胞、細胞碎片和外來物質。
身體從促發炎狀態過渡到抗發炎狀態,對於受傷後的癒合和組織恢復至關重要。有大量科學證據表明,如果發炎反應沒有被切斷,變成慢性發炎反應,會發生什麼情況。可以理解的是,再生醫學療法試圖利用免疫系統在促發炎和抗發炎過程中的主要作用。這就是Tregs的作用所在。
注射含(右)和不含(左)Tregs 的水凝膠後的顱骨再生。紅色虛線表示原始缺損的大小
在本研究中,研究人員將含有Tregs的纖維蛋白水凝膠局部注射到小鼠的損傷組織中,觀察它們在多大程度上促進了骨骼、肌肉和皮膚的組織癒合。具體來說,他們選擇了三種急性損傷模型:嚴重的顱骨缺損、導致功能受損的骨骼肌缺失、全厚皮膚傷口。纖維蛋白是一種天然參與傷口癒合的蛋白質;它是人體凝血途徑的最終產物,也可以作為Tregs等再生細胞的培養基。
研究的資深作者、IFReC教授Shizuo Akira說:”與未註射Tregs的纖維蛋白水凝膠小鼠相比,注射了Tregs的小鼠顯示出更大的骨量和受傷顱骨區域的覆蓋率、更多的肌肉組織和更大的肌肉纖維以及更快的皮膚傷口閉合。
在研究Treg促進癒合的機制時,研究人員觀察到,細胞在被引入受損區域後,採用了損傷特異性表型–表型是一種可觀察到的特徵。 Tregs在與免疫系統調節和組織癒合相關的基因中的表現量有所提高。進一步的實驗表明,Tregs能使受損組織中的單核細胞和巨噬細胞轉入抗發炎狀態,特別是透過分泌白細胞介素-10(IL-10)等訊號分子。
Martino說:”有趣的是,我們觀察到,當敲除Tregs中編碼IL-10的基因時,它們的促癒合作用就會消失。這項發現顯示了IL-10在這些Tregs如何支持組織修復和再生中的關鍵作用。
這項研究結果表明,在組織損傷後使用細胞集落作為基於細胞的再生醫學療法具有巨大潛力。雖然這項研究檢視了受傷後立即註射Tregs 的效果,但未來的研究將確定需要在多長時間內向受損組織注射Tregs 才能有效幫助癒合。
這項研究發表在《自然通訊》雜誌。