科学家发现乳牙干细胞的另一种“超能力”:抗氧化

时间:2021-02-01 16:44:46 来源:牙髓干细胞储存中心

 近年来,越来越多的研究表明牙髓干细胞在多发性硬化、类风湿关节炎、衰老脆弱症、帕金森等多种疾病的治疗上具有潜力。那么是什么赋予牙髓干细胞如此强大的功能?  科学研究已经表明,牙髓干细胞具有独特的生物学特性与功能,包括多向分化潜能、促进组织再生、分泌

  近年来,越来越多的研究表明牙髓干细胞在多发性硬化、类风湿关节炎、衰老脆弱症、帕金森等多种疾病的治疗上具有潜力。那么是什么赋予牙髓干细胞如此强大的功能?


  科学研究已经表明,牙髓干细胞具有独特的生物学特性与功能,包括多向分化潜能、促进组织再生、分泌抗炎/营养性因子、调控组织微环境、免疫调节功能、促进免疫系统平衡的恢复以及归巢效应等。近期,澳大利亚墨尔本大学的科研团队在《干细胞》杂志上对牙髓干细胞的作用机制提出了新的概念——抗氧化功能[1]。


  氧化应激伴随着细胞损伤、炎症和代谢失调等,涉及很多疾病的病理学。越来越多的证据显示牙髓干细胞在衰老、化疗等多种疾病动物模型中发挥抗氧化特性,这或许是牙髓干细胞的细胞保护和抗炎特性的来源。


  牙髓干细胞的抗氧化特性包含了多种机制,包括清除自由基、促进内源性抗氧化防御、通过抑制活性氧进行免疫调节、改变线粒体生物能量流动和向受损细胞捐赠功能性线粒体等。


  通俗来讲,什么是氧化应激?细胞的大多数活动都是需要消耗能量的,能量的产生来源于葡萄糖的生理性氧化还原过程。如果氧化还原过程失衡,那么促氧化剂或自由基就增加,自由基是处于极其不稳定状态,它会攻击脂质、蛋白质和DNA,从而导致细胞或组织的病理或损伤。


  牙髓干细胞对氧化应激具有抵抗性

  研究发现,牙髓干细胞对氧化损伤具有高度的抵抗能力,可以在这些不稳定的环境中生存,发挥其治疗作用。

  2006年发表的研究就发现了骨髓来源牙髓干细胞对放疗具有抵抗性[2],这可能与其直接清除自由基有关。体外的氧化性和亚硝化性刺激可上调骨髓来源牙髓干细胞中抗氧化酶SOD1、SOD2、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化酶(GPx)和抗氧化剂谷胱甘肽(GSH)的水平,从而保证其对氧化性环境进行耐受。


  抗氧化功能对炎症起调控作用

  免疫功能受自由基和氧化还原系统的调节,白细胞和促炎症介质促进自由基的形成,扰乱氧化还原环境,这样就形成恶性的正反馈循环。如果牙髓干细胞的抗氧化功能可以打破这种恶性循环,就可以恢复氧化还原系统,发挥抗炎症作用。

  研究显示,牙髓干细胞可在结肠炎、胰腺炎、关节炎、败血症、中风、心肌梗死、高氧性肺损伤等疾病中减少炎症和氧化应激。

  2013年发表的研究在小鼠缺血再灌注模型中[3],使用牙髓干细胞来源的外泌体进行治疗,发现外泌体能减少45%的梗死面积,而且增强缺血/再灌注心肌的活力。移植28天后,小鼠的左心室几何构造和收缩性能保持良好。


  在机制上,外泌体移植1小时减少了蛋白质氧化,中性粒细胞尚未浸润到组织中;24小时后,外泌体减少外周血白细胞和中性粒细胞向心肌的浸润。因此认为牙髓干细胞的抗氧化活性先于信号募集白细胞,即牙髓干细胞可以首先减轻氧化应激诱导的组织损伤,从而限制免疫细胞的招募和随后的炎症反应。


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