探秘间充质干细胞与NK细胞相互作用下如何促进治疗效果-

干细胞治疗是移植医学的新希望。间充质干细胞（MSCs）由于其具有跨胚层多向分化和免疫调节特性，已被用于免疫系统相关疾病治疗。MSCs具有向炎症损伤部位趋化的特性，通过释放各种细胞因子，影响局部免疫环境来调节固有免疫和适应性免疫。

自然杀伤细胞（nature killer cell，NK细胞）是天然免疫系统的重要环节，与其他免疫细胞相辅相成，在多种疾病中发挥着作用。

2020年，北京大学三O二临床医学院和解放军总医院第五医学中心的临床研究人员在行业专业期刊《中国免疫学杂志》上发表了题为《间充质干细胞治疗与自然杀伤细胞的相互作用》的综述报告。

该综述指出，MSCs与NK细胞会相互影响、相互作用并促进MSCs治疗，文章对NK与MSCs细胞相互作用的机制以及NK细胞对MSCs治疗影响的研究进展作了全面综述。

间充质干细胞（mesenchymal stem cells，MSCs）有干细胞分化特性，但其分化能力有限，在许多疾病的治疗中，MSCs通过可溶性细胞因子发挥的诱导分化、免疫调节能力，是其更加关键的治疗机制。MSCs发挥的免疫调节能力影响着免疫系统的各个方面，其中TGF-β、NO/IDO、PGE2对自然杀伤细胞（nature killer cell，NK 细胞）有着重要作用并借此影响着治疗效果。

NK细胞是固有免疫中无须预先抗原刺激与活化，即能够直接杀伤被病毒感染的细胞或肿瘤细胞的一群细胞。NK细胞广泛分布于骨髓、肝脏、淋巴结、脾脏、肺脏和黏膜等器官。NK细胞根据其分化状态可分为过渡型NK和成熟型NK，其表型各异，可根据需要向各类器官或组织迁移并进一步成熟分化。

NK细胞有多种亚群，根据表达CD56分子密度可分为杀伤功能为主的CD56dim亚群和分泌细胞因子为主的CDbright亚群。NK细胞表达许多表面抑制性和活化性受体，在不同疾病中发挥不同的作用，影响着疾病进展，是MSCs治疗的靶点之一。

MSCs与NK细胞的相互作用

现有研究普遍认为MSCs发挥免疫抑制效应，无论静态细胞模型还是模拟感染和组织损伤的动态模型，都发现MSCs会抑制NK细胞以减弱炎症反应。MSCs不仅会影响NK细胞表面分子表达，如共培养后MSCs对NKp30、NKp44、和CD69等表达的抑制，还会抑制其增殖和发挥功能 (细胞因子分泌及细胞毒作用)，如斑秃小鼠模型中MSCs可通过抑制NKG2D来控制毛囊炎症。

在应用CCl4建立的肝炎小鼠模型中发现，应用IFN-γ、TGF-β等细胞因子预处理的MSCs在小鼠体内更倾向分布于肝脏，且其免疫调节能力会进一步升高，炎性因子的下降和其对NK细胞裂解敏感性的降低使MSCs的更加适用于治疗。

MSCs对各种免疫细胞有抑制效应，但它在特定条件下亦有额外的免疫刺激能力。有研究发现无论健康捐献者还是免疫抑制患者，IL-12和IL-18刺激下的MSCs能促进NK细胞释放IFN-γ，高水平表达CCＲ2的CD56bright NK细胞对MSC的作用更加敏感。MSCs对NK细胞的影响还随时间变化而变化。

使用聚肌胞甘酸（poly I∶C) 刺激模拟MSCs与 NK的相互作用发现，在早期MSCs可通过分泌Ⅰ型干扰素增强NK细胞效应功能，但随后MSC分泌的TGF-β和IL-6又会诱导调节衰老样NK细胞表型，下调炎症反应，限制NK细胞效应功能，反过来促进了MSCs的存活、增殖和促血管生成。以上结果表明MSCs的功能可能会随感染阶段不同而改变。

在一项多中心的临床实验中，62名慢性移植物抗宿主病（chronic graft versus-host disease，cGVHD）患者经过230次使用脐带间充质干细胞（umbili-cal cord mesenchymal stem cells，UC-MSCs）（3×10^7 cells/100ml/per month）后NK细胞数量减少。同时Zhao等证明同种异体移植物中高浓度的NK细胞与急性和慢性GVHD风险增加有关。因此，观察到NK细胞减少可能是MSCs组中cGVHD发生率较低的原因之一。

NK细胞对MSCs的相互作用

生理条件下，NK细胞可以与组织内除NKT和γδT细胞外其他细胞相互作用，如单核细胞衍生的巨噬细胞和树突细胞，中胚层细胞和细胞外基质成分等，其中就包括MSCs。MSCs对静息的NK细胞有抑制作用，但对已活化的NK细胞反而有促进作用，可以进一步提高NK细胞毒性。

各种刺激活化的NK细胞与骨髓间充质干细胞（bone marrow-derived mesenchymal stem cells，BM-MSCs)）共培养均发现，NK细胞分泌IFN-γ和TNF-α增加，且活化NK细胞会杀伤BM-MSCs，诱导BM-MSCs内活性氧 (reactive oxygen species，ＲOS) 产生，减弱细胞活力，降低serpin B9(一种丝氨酸蛋白酶抑制蛋白，抑制粒酶B的释放) 表达。MSCs会被IL-2刺激活化的NK细胞溶解，且NK细胞毒性与其CD16表达的减少和CD56表达的升高呈正相关。NK细胞可以攻击MSCs上识别NKG2D和DNAM1的配体，借此诱导杀伤MSCs，释放促炎因子。

体外活化NK细胞对MSCs的杀伤作用可以削弱MSCs的治疗效力，且已有研究发现这种能力不会被免疫抑制药物影响，在培养基内活化前以及活化期NK细胞中添加免疫抑制药物可以减少NK数量但不影响它裂解MSCs的能力。

对这种杀伤作用MSCs并不是完全没有抵抗能力的，MSCs的Toll样受体3与配体的结合可以削弱NK细胞的杀伤。Toll样受体是MSCs重要的表面受体，这些受体传递的信号既影响MSCs对固有性免疫和适应性免疫的调节作用，又影响NK细胞对MSCs的杀伤作用，是在活体内 MSCs的作用依然占主导而没有被完全杀伤的原因之一。比较细胞因子预处理的UC-MSCs发现，经过细胞因子［TGF-β、IFN-γ、多细胞因子混合物(multiple cyto- kine cocktail，MC) ］处理的 MSCs可以免受NK细胞的裂解（与未处理UC-MSCs相比NK细胞CD107a的表达显著降低）。

MSCs在治疗中对NK细胞的影响

由于多样化的表面受体、细胞内信号分子及转录因子表达、组织特异性印迹和外来抗原暴露，人们对NK细胞多样性的认识比最初认为的要广泛得多。尽管多数亚群有共同的 CD56bright CD16-显性，但它们受各个组织独特的微环境所影响，因此彼此不全相同。

各个组织的NK细胞亚群都具有独特的表型特征，其表型和功能亦不相同。如肝脏富集NK细胞，占肝总淋巴细胞的30%～50% ，且CD56bright肝NK细胞亚群占其中40% ，远高于外周血比例，它们的表面分子（如CXCＲ6）表达、颗粒、功能（如产生促炎性细胞因子减少及脱颗粒和细胞毒作用增强）与外周血NK细胞均不同。

因此，机体内的NK细胞在比例、含量、亚群、表达及功能上差异的NK细胞对疾病及治疗有着深刻影响。

NK细胞是MSCs治疗的重要靶点

MSCs与NK细胞会形成一个稳定的炎症-修复系统，既保证了适当的炎症抵御外界侵害的损伤，又避免了过度炎症及组织的破坏。这已经在许多体内外实验中得到验证，包括移植物抗宿主病的临床治疗、肝衰竭的治疗等。例如使用MSCs治疗HBV感染的小鼠的实验中，体内成像发现 MSCs 在受损肝内聚集且肝脏炎性细胞浸润减少，同时抑制HBV感染所需的NK细胞激活性受体NKG2D的表达。

整体上并未观察到NK细胞抑制MSCs的实际疗效，但消除MSCs对NK细胞的影响可以进一步确定MSCs的疗效并可能促进MSCs治疗的优化。如IL-2活化的NK细胞对MSCs的杀伤会因淋巴细胞和MSCs的比例不同而改变，因此研究活化NK细胞对MSCs 的影响可能改善MSCs治疗的潜力。

综上，MSCs对NK细胞的抑制主要体现在活化及增殖的削弱，而MSCs发挥功能的前提亦需要炎性环境等激活，未激活的MSCs功能并不明显。因此它们的相互作用促进了MSCs 对疾病的治疗。

不同来源MSCs对治疗和NK细胞的影响

尽管MSCs最终会被异体受者的免疫系统清除，但MSCs低表达MHC Ⅰ类分子，不表达MHC Ⅱ类分子，这种低免疫原性保护MSCs免受NK细胞的攻击并抵抗移植排斥。不同来源的MSCs对不同的疾病的作用和影响不尽相同，其中UC-MSCs是异体移植中较好的选择。

UC-MSCs相比骨髓间充质干细胞和脂肪间充质干细胞（adipose-derived mesen-chymal stem cells，AT-MSCs）寿命长、数量多、易于增殖、无侵入性、伦理争议小且p53、p21和p16这些衰老相关标志表达更低。长期体外扩增的MSCs可以保持自身的稳定，但其免疫抑制特性会略有下降。

不同来源的MSCs对包括NK细胞在内的免疫细胞影响也不尽相同。使用较多的BM-MSCs与AT-MSCs有着相似的表型，都可以削弱NK细胞的增殖和细胞因子分泌，但只有BM-MSCs明显减弱NK细胞毒作用。此外，它们对其他免疫细胞的作用亦略有不同。

MSCs抑制NK诱导的促肿瘤风险

应用MSCs的免疫抑制功能来减弱免疫损伤可以治疗疾病，但对于有肿瘤风险的患者（而非肿瘤患者）是把双刃剑，或有可能促使肿瘤形成。在肿瘤形成时，肿瘤内MSCs（肿瘤微环境影响下的MSCs，有分泌能力等的改变) 对免疫系统的作用同样是抑制的，可能增加肿瘤风险。

肿瘤内MSCs通过直接及间接影响调节性T细胞和巨噬细胞对NK有抑制作用，可以促进肿瘤的生长。如肿瘤内MSCs比正常来源的MSCs有更强的免疫抑制性，且对NK细胞亚群影响不同，它们诱导NK细胞CD56dim表型NK增多且抑制CD56bright亚群产生IFN-γ。正常人和乳腺癌患者中的MSCs在同等情况下对NK细胞有相似的抑制效应。

尽管 MSCs 有促肿瘤风险，但对肿瘤患者可以利用MSCs的肿瘤趋向性来抗肿瘤，如通过基因操作、体外IFN-α或化学试剂处理来调节它们的免疫修饰能力。这样，MSCs可以用于增强抗肿瘤免疫反应或特异运输抗肿瘤信号，并还可作为载体用于运送细胞毒药物直接到肿瘤位点。但基于MSCs的肿瘤治疗应依据肿瘤的类型、定位和阶段以及肿瘤微环境中的免疫状态来选择，因此其在有肿瘤风险患者中的应用安全性还有待商榷。

结语与展望

间充质干细胞是干细胞治疗中的优势选择，它具有来源广泛、易于增殖、伦理争议小、免疫原性低、分化潜能高和免疫调节性强等治疗优势。其中，分化潜能在实际治疗中发挥作用较小，而针对时刻变化的疾病状况中错综复杂的免疫系统，MSCs的免疫调节能力可以更加广泛的应对。

MSCs如何与免疫系统相互作用，其背后的机制十分值得探究，NK细胞与MSCs的相互作用仅是其机制的一部分，对其机制的进一步研究可为应用 MSCs 治疗疾病提供理论支撑。

尽管活化的NK细胞有杀伤MSCs的作用，但MSCs的治疗作用在过去的许多实践中已经被证实，在各种动物以及人的疾病模型实验中都发挥了积极的作用。且通过不同的处理可进一步改善MSCs的功能以改进治疗效果，活化NK细胞对MSCs的杀伤作用在活体中并未观察到。本篇综述讨论了过去所做的成果以进一步探究背后的机制与意义。

NK细胞作为免疫系统的关键环节在疾病发生发展中发挥关键作用，MSCs治疗中，MSCs对NK细胞的抑制作用影响着治疗效果，是治疗机制的一环，可以促进MSCs在治疗上的应用。

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