Ефективність
внутрішньовенної інфузії мезенхімальних стовбурових клітин кісткового мозку при
експериментальному цирозі печінки
Для лікування
експериментального цирозу печінки раніше застосовували трансплантацію гепатоцитів
[1] або методи генотерапіі - наприклад, введення гена HGF [2] або
анти-TGF-beta-терапія [3].
Останнім
час з'явилися роботи зі стимуляції регенерації печінки методом трансплантації
клітин кісткового мозку - гемопоетичних та/або мезенхімальних. З'ясовано, що це
може здійснюватися як шляхом клітинного злиття донорських клітин з
гепатоцитами, так і за допомогою прямої диференціювання.
Є ряд
робіт, які демонструють, що клітини кісткового мозку відіграють істотну роль у
патогенезі цірротіческого процесу та фіброзу. Хоча думки вчених з цього приводу
неоднозначні. Наприклад, показано, що при ушкодженні легенів, клітини кісткового
мозку мігрують у вогнище, диференціюються в міофібробласти і беруть активну участь у
освіту фіброзного рубця [5,6]. З іншого боку, при системному введенні
мезенхімальних стовбурових клітин мишам з формується токсичним фіброзом
легенів, показали диференціювання донорських клітин в легеневій епітелій,
зменшення синтезу колагену та інтенсивності хронічного запалення [4].
Аналогічні
дані отримані і при вивченні ролі клітин кісткового мозку в розвитку цирозу
печінки. Так, клінічна робота [7] демонструє пряму участь гемопоетичних
клітин у патогенезі аутоімунного гепатиту з формуванням первинного біліарного
цирозу. Недавнє дослідження [9], виконане на людському матеріалі, так
ж вказує на виникнення міофібробластів в цірротіческой печінки з клітин
кісткового мозку. Проте, робота [8] китайських дослідників демонструє
диференціювання цих клітин в гепатоцити, але не в міофібробласти при розвитку
експериментального цирозу.
У новій роботі,
опублікованій в Transplantation, автори виконували внутрішньовенну інфузію
сінгенних мезенхімальних стовбурових клітин (МСК) мишам з формується
токсичним цирозом печінки. Токсичний цироз моделювали введенням CCl-4
(чотирьоххлористого вуглецю). Сінгенние клітини кісткового мозку виділяли і
виробляли негативний (видаляли позитивну популяцію) магнітний сортінг (MACS)
по CD45 (+), GlyA (+), CD34 (+). Потім культивували домагаючись освіти
одиничних (1 колонія на 1 лунку 96-ти ямкової плашки) пластик-адгезивних
колоній. Перед транспланатціей клітини, виділені з колоній мали фенотип CD34,
CD45, CD31, vWF, GlyA, CD11a, CD11b - негативні і Flk1 - позитивні. Подібний
фенотип зберігався протягом 30 пасажів.
трансгендерних
клітинну трансплантацію виробляли внутрівено в дозі 1 мільйон через 1 тиждень
від початку моделювання цирозу і негайно (в той же день) після введення
токсину. Контрольні тварини отримували фіз. розчин.
Через 5 тижнів
після призначення токсину в групах з клітинною трансплантацією спостерігали
engraftment і диференціювання введених клітин. Вони мали епітелій-подібну
морфологію, несли Y-хромосому (донор - самець, реципієнт - самка) і
експресувати альбумін. Подібні клітини не ідентифікувалися на більш ранніх
терміни (2 тижні). Морфологічні ознаки цирозу-фіброзу були значно
менше в групі негайної трансплантації, в порівнянні з відстроченою
трансплантацією клітин (через тиждень) і контролем (фіз. розчин). Однак
«Морфологічний регрес» цирозу спостерігався в цій групі лише через 5
тижнів від початку експерименту, а в більш ранній термін (2 тижні) між групами
не було отримано ніяких достовірних відмінностей. У групах з клітинної
трансплантацією було також виявлено зниження (але незначне) вмісту
гідроксипроліну, як маркера посиленого синтезу колагену в цірротіческой
печінки. У сироватці крові виявили значне зниження таких маркерів
розвивається цирозу печінки як трансамінази (ALT), procollagen III-N-peptide
і гіалуронової кислоти - в групі з негайною трансплантацією клітин. І
тільки у цій же групі ідентифікували значне зниження рівня мРНК
TGF-beta1 (трансформує чинника зростання), як одного з найважливіших
маркерів фіброгенеза і синтезу колагену. З іншого боку не виявлялося
ніякого впливу клітинної трансплантації на сироватковий загальний біллірубін.
Таким чином,
показано позитивний вплив flk трансплантації-1 (+) МСК кісткового мозку на
уповільнення розвитку та регрес експериментального цирозу печінки. Однак
сприятливий ефект трансплантації проявлявся тільки при негайному, але не
відстроченому введення клітин після початку дії шкідливого фактора.
Все-таки
залишається неясним механізм дії введених клітин. Так, клітини були схожі на
епітелій протоків, але синтезували альбумін. І чому саме Flk-1 (+)
популяція як маркер МСК? Нагадаю, що Flk-1 є одним з рецепторів
(тирозин-кіназовим) vascular endothelial growth factor (VEGF), а їх
взаємодія обусласлівает запуск ангіогенезу [10,11]. Експресується, в
основному на эндотелиоцитах і гематопоетіческіх прогеніторних клітинах [11].
Сортування клітин (ембріональних стовбурових [12] та кісткового мозку дорослих і
фетусов [13]) по Flk-1 (+) здійснюється, як правило для отримання
попередників судинного ендотелію та стимуляції ангіогенезу. І хоча в
роботі для трансплантації застосовували очищену від гемопоетичних клітин
Flk-1 (+) популяцію клітин, ні слова не було сказано про ангіогенезу в печінці.
Список
літератури
1. Nagata H, et al. Treatment of
cirrhosis and liver failure in rats by hepatocyte xenotransplantation. Gastroenterol
2003; 124; 2: 422-431
2. Matsuno Y, et al. Hepatocyte growth factor gene
transfer into the liver via the portal vein using electroporation attenuates
rat liver cirrhosis. Gene Ther 2003; 10; 18: 1559-1566
3. Arias M, et al. Adenoviral expression of a
transforming growth factor-beta1 antisense mRNA is effective in preventing
liver fibrosis in bile-duct ligated rats. BMC Gastroenterol 2003; 3; 1: 29
4. Ortiz LA, et al. Mesenchymal stem cell engraftment
in lung is enhanced in response to bleomycin exposure and ameliorates its
fibrotic effects. PNAS 2003; 100: 8407
5. Epperly MW, et al. Bone marrow origin of
myofibroblasts in irradiation pulmonary fibrosis. Am J Respir Cell Mol Biol
2003; 29; 2: 213-224
6. Hashimoto, et al. Bone marrow-derived progenitor
cells in pulmonary fibrosis. J Clin Invest 2004; 113: 243-252
7. Kyriakou DS, et al. Hemopoietic progenitor cells
and bone marrow stromal cells in patients with autoimmune hepatitis type 1 and
primary biliary cirrhosis. J Hepatol 2003; 39; 5: 679-685
8. Zhan YT, et al. Differentiation of bone marrow stem
cells in rat hepatic fibrogenesis environment. Zhonghua Gan Zang Bing Za Zhi
2003; 11; 11: 673-675
9. Forbes S, et al. A significant proportion of
myofibroblasts are of bone marrow origin in human liver fibrosis. Gastroenterol
2004; 126: 955-963
10. Achen MG, et al. Vascular endothelial growth
factor D (VEGF-D) is a ligand for the tyrosine kinases VEGF receptor 2 (Flk1)
and VEGF receptor 3 (Flt4). PNAS 1998; 95; 2: 548-553
11. Chiang MK, Flanagan JG. Interactions between the
Flk-1 receptor, vascular endothelial growth factor, and cell surface
proteoglycan identified with a soluble receptor reagent. Growth Factors 1995;
12; 1: 1-10
12. Yamashita J, et al. Flk1-positive cells derived
from embryonic stem cells serve as vascular progenitors. Nature 2000; 408;
6808: 92-96
13. Fanga B, et al. Multipotency of Flk1 + CD34 -
progenitors derived from human fetal bone marrow. J Lab Clin Med 2004; 143; 4
