Tuỷ xương là gì? Các công bố khoa học về Tuỷ xương

Tóm tắt —Các tế bào tiên thân nội mạch (EPCs) đã được phân lập trong máu ngoại vi của các loài trưởng thành. Để xác định nguồn gốc và vai trò của EPCs góp phần vào quá trình tạo mạch sau sinh, chuột chuyển gen biểu hiện β-galactosidase dưới sự điều chỉnh phiên mã của một promoter đặc hiệu cho tế bào nội mạch (Flk-1/LZ hoặc Tie-2/LZ) đã được sử dụng làm người hiến tặng ghép. Vị trí của EPCs, được biểu thị bằng các bản sao hợp nhất flk-1 hoặc tie-2/lacZ , đã được xác định trong thể vàng và mạch máu mới trong niêm mạc sau khi kích thích rụng trứng. Các tế bào ung thư ruột kết đồng bào chuột (MCA38) đã được cấy vào dưới da ở chuột Flk-1/LZ/BMT (ghép tủy xương) và chuột Tie-2/LZ/BMT; các mẫu khối u thu thập sau 1 tuần tiết lộ sự hiện diện phong phú của các bản sao hợp nhất flk-1/lacZ và tie-2/lacZ , và các mẫu cắt được nhuộm bằng X-gal cho thấy rằng mạch máu mới phát triển của khối u thường bao gồm các EPCs biểu hiện Flk-1 hoặc Tie-2. Các vết thương da được kiểm tra sau 4 ngày và 7 ngày sau khi loại bỏ da bằng sinh thiết hình tròn tiết lộ sự hiện diện của EPCs được kết hợp vào các tiêu điểm của tạo mạch mới với tần suất cao. Một tuần sau khi bắt đầu tình trạng thiếu máu ở chi sau, các EPCs tích cực lacZ đã được xác định kết hợp vào các mao mạch giữa các tế bào cơ xương. Sau khi thắt vĩnh viễn động mạch vành bên trái, các mẫu mô học từ khu vực nhồi máu cơ tim đã cho thấy sự kết hợp của các EPCs vào các tiêu điểm của tạo mạch mới ở biên giới của vết nhồi máu. Những phát hiện này chỉ ra rằng quá trình tạo mạch mới sau sinh không chỉ phụ thuộc vào sự nảy mầm từ các mạch máu có sẵn (tạo mạch); thay vào đó, các EPCs lưu thông từ tủy xương vào các mạch máu và do đó góp phần vào việc tạo mạch sinh lý và bệnh lý sau sinh, phù hợp với quá trình tạo mạch sau sinh.

Các tế bào T lymphocyte CD2+ thu nhận từ người cho tế bào trung mô tủy xương (BMSCs) hoặc một bên thứ ba đã được nuôi cấy trong các phản ứng lymphocyte hỗn hợp (MLRs) với các tế bào trình diện kháng nguyên dị hợp huyết (DCs) hoặc các lymphocyte máu ngoại vi (PBLs). Khi các BMSCs tự thân hoặc đồng loại được bổ sung vào các tế bào T bị kích thích bởi DCs hoặc PBLs, có sự giảm thiểu rõ rệt và theo liều lượng về sự sinh sản tế bào T, dao động từ 60% ± 5% đến 98% ± 1%. Tương tự, việc bổ sung BMSCs vào các tế bào T bị kích thích bởi các tác nhân polyclonal đã dẫn đến ức chế 65% ± 5% (P = .0001) sự sinh sản. Sự ức chế tế bào T do BMSCs gây ra vẫn còn rõ ràng khi BMSCs được bổ sung vào môi trường nuôi cấy muộn nhất là 5 ngày sau khi bắt đầu MLRs. Các tế bào T bị ức chế bởi BMSCs không bị chết theo chương trình và có khả năng sinh sản hiệu quả khi được kích thích lại. BMSCs đã ức chế đáng kể cả tế bào T CD4+ và CD8+ (65% ± 5%, [P = .0005] và 75% ± 15% [P = .0005], tương ứng). Các thí nghiệm Transwell, trong đó ngăn chặn sự tiếp xúc tế bào-tế bào giữa BMSCs và các tế bào hiệu ứng, đã dẫn đến sự ức chế đáng kể sự sinh sản của T-lymphocyte, cho thấy rằng các yếu tố hòa tan đã tham gia vào hiện tượng này. Bằng cách sử dụng các kháng thể đơn dòng trung hòa, yếu tố tăng trưởng biến đổi β1 và yếu tố tăng trưởng tế bào gan đã được xác định là các tác nhân trung gian của hiệu ứng BMSC. Tóm lại, dữ liệu của chúng tôi cho thấy rằng (1) BMSCs tự thân hoặc đồng loại mạnh mẽ ức chế sự sinh sản T-lymphocyte, (2) hiện tượng này được kích hoạt bởi cả tác nhân tế bào cũng như các kích thích mitogen không đặc hiệu không có sự hạn chế miễn dịch, và (3) sự ức chế tế bào T không phải do sự kích thích quá trình chết theo chương trình và có khả năng do sự sản xuất các yếu tố hòa tan.

Các tế bào stroma tủy xương (MSCs) ức chế các phản ứng tế bào T allo, tuy nhiên cơ chế phân tử điều hòa tác động ức chế miễn dịch của MSCs vẫn còn gây tranh cãi. Gần đây, sự biểu hiện của indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO), được kích thích bởi interferon-γ (IFN-γ) và xúc tác sự chuyển đổi từ tryptophan thành kynurenine, đã được xác định là một con đường tác động ức chế tế bào T trong các tế bào trình diện kháng nguyên chuyên nghiệp. Ở đây, chúng tôi cho thấy các MSC người biểu hiện protein IDO và thể hiện hoạt động IDO chức năng khi được kích thích bởi IFN-γ. Các MSC ức chế phản ứng tế bào T allo trong các thí nghiệm phản ứng tế bào lympho hỗn hợp (MLRs). Đồng thời, hoạt động IDO dẫn đến sự suy giảm tryptophan và sản xuất kynurenine được phát hiện trong dịch nuôi cấy đồng Việt MSC/MLR. Việc bổ sung tryptophan hồi phục đáng kể sự phát triển tế bào T allo, qua đó xác định phân hủy tryptophan trung gian IDO là một cơ chế tác động ức chế tế bào T mới trong các MSC người. Khi sự ức chế tế bào T trung gian IDO phụ thuộc vào sự kích hoạt MSC, việc điều chỉnh hoạt động IDO có thể thay đổi các thuộc tính ức chế miễn dịch của MSC trong các ứng dụng điều trị khác nhau. (Blood. 2004;103:4619-4621)

Chất 5‐azacytidine đã được chứng minh trước đây là có khả năng chuyển đổi các tế bào của dòng tế bào sợi phôi chuột, C3H/10T1/2, thành các tế bào cơ, tế bào mỡ và tế bào sụn. Các tế bào hiếm, có sẵn trong tủy xương và màng xương, được gọi là tế bào gốc trung mô, đã được chứng minh là có khả năng phân hóa thành nhiều kiểu hình trung mô khác nhau bao gồm xương, sụn và tế bào mỡ. Các tế bào gốc trung mô lấy từ tủy xương chuột đã được tiếp xúc với 5‐azacytidine bắt đầu 24 giờ sau khi gieo hạt tế bào đã qua hai lần chuyển nuôi vào các đĩa nuôi cấy. Sau 24 giờ tiếp xúc, các ống cơ dài, đa nhân đã được quan sát thấy trong một số đĩa 7–11 ngày sau đó. Các tế bào chứa các giọt dương tính với Sudan black trong bào tương cũng đã được quan sát. Do đó, các tế bào gốc trung mô đã nuôi cấy từ tủy xương chuột dường như có khả năng được kích thích để phân hóa in vitro thành các kiểu hình cơ và mỡ, mặc dù các tế bào không phải trung mô (tế bào sợi não chuột) thì không thể được kích thích như vậy. Những quan sát này hỗ trợ cho giả thuyết rằng các tế bào gốc trung mô trong tủy xương của các sinh vật sau sinh có thể cung cấp nguồn tế bào tiền thân cơ có thể hoạt động trong quá trình tái tạo cơ thể liên quan lâm sàng.

Giống như tế bào gốc trung mô từ tủy xương (BM‐MSCs), tế bào gốc trưởng thành có nguồn gốc từ mô adipose (ADAS) có khả năng biệt hóa thành nhiều dòng khác nhau và thể hiện tiềm năng trị liệu cho việc sửa chữa các mô bị tổn thương. Việc sử dụng tế bào gốc đồng loại có thể mở rộng sự quan tâm đến liệu pháp của chúng, miễn là các tế bào được ghép có thể được cơ thể chấp nhận. Chúng tôi điều tra, lần đầu tiên, các tính chất ức chế miễn dịch của ADAS so với các tính chất ức chế miễn dịch đã được xác định của BM‐MSCs. Tế bào ADAS không kích thích in vitro sự phản ứng miễn dịch của các lymphocyte không tương thích và hơn nữa, đã ức chế phản ứng lymphocyte hỗn hợp (MLR) và phản ứng tăng sinh lymphocyte đối với các tác nhân gây kích thích. Sự suy giảm khả năng ức chế khi ADAS và BM‐MSCs được tách khỏi lymphocyte bởi một màng thấm cho thấy rằng sự tiếp xúc giữa các tế bào là cần thiết để đạt được hiệu ứng ức chế tối đa. Yếu tố tăng trưởng tế bào gan được tiết ra bởi cả hai loại tế bào gốc, nhưng tương tự như interleukin-10 và yếu tố tăng trưởng biến đổi-β (TGF‐β), các mức độ này không thể phát hiện được trong dịch nuôi cấy của MLR bị ức chế bởi ADAS hoặc BM‐MSCs, dường như không liên quan đến hiệu ứng ức chế của tế bào gốc. Những phát hiện này hỗ trợ rằng tế bào ADAS chia sẻ các tính chất ức chế miễn dịch với BM‐MSCs. Do đó, liệu pháp tái tạo dựa trên tế bào ADAS có thể sử dụng các tế bào đồng loại và do tính chất ức chế miễn dịch của chúng, tế bào ADAS có thể là một nguồn thay thế cho BM‐MSCs để điều trị các xung đột đồng loại.

Tóm tắt. Trong giai đoạn sau sinh, tế bào gốc trung mô (MSC) tự nhân bản, tăng sinh và biệt hóa thành các mô trung mô, bao gồm xương, mỡ, gân, cơ và mô stroma của tủy xương (BM). Các ứng dụng lâm sàng có thể của MSC trong cấy ghép tế bào gốc đã được đề xuất. Chúng tôi đã đánh giá tần suất, kiểu hình và khả năng biệt hóa của MSC trong tủy xương người lớn, máu cuống rốn (CB) và các mẫu tế bào gốc máu ngoại biên (PBSC). Trong quá trình nuôi cấy, MSC BM đã tăng sinh đến sự hội tụ trong 10-14 ngày, duy trì kiểu hình không tạo huyết ổn định, HLA lớp-1⁺, CD29⁺, CD44⁺, CD90⁺, CD45^–, CD34^– và CD14 qua các lần chuyển tiếp sau đó. Sử dụng phương pháp đếm đơn vị tạo thuộc địa tế bào sợi, tần suất ước tính của MSC trong quần thể tế bào nhân của tủy xương là 1 trong 3·4 × 10⁴ tế bào. Sự biệt hóa thành tế bào tạo mỡ và tế bào tạo xương của MSC BM đã được chứng minh. Ngược lại, tế bào đơn nhân CB và PBSC nuôi cấy trong điều kiện MSC trong hai lần chuyển tiếp đã sản xuất một quần thể tế bào giống tế bào sợi bám dính, không hội tụ với kiểu hình tạo huyết, CD45⁺, CD14⁺, CD34^–, CD44^–, CD90^– và CD29^–. Trong các thí nghiệm ghép đôi, MSC BM được nuôi cấy và mô stroma BM trưởng thành đã được kết hợp với các tế bào CB giàu CD34⁺. Số lượng đơn vị tạo thuộc địa của bạch cầu trung tính – đại thực bào được sản xuất bởi nuôi cấy stroma tiêu chuẩn và dựa trên MSC qua 10 tuần tương tự nhau. Chúng tôi kết luận rằng tủy xương người lớn là một nguồn đáng tin cậy của MSC nuôi cấy chức năng, nhưng CB và PBSC thì không.

Mất tế bào thần kinh hạch võng mạc (RGC) và các sợi trục của chúng là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây mù lòa, bao gồm các bệnh về mắt chấn thương (bệnh thần kinh thị giác) và thoái hóa (cườm nước). Mặc dù không có liệu pháp lâm sàng nào được sử dụng, tế bào gốc trung mô (MSC) đã chứng tỏ có tác dụng bảo vệ thần kinh và thúc đẩy sự hình thành sợi thần kinh đáng kể đối với RGC trong cả hai mô hình nêu trên. Bằng chứng gần đây cho thấy MSC tiết ra exosome, các túi màng bao gồm (30–100 nm) chứa protein, mRNA và miRNA có thể được chuyển đến các tế bào lân cận. Nghiên cứu hiện tại nhằm mục đích phân lập exosome từ MSC lấy từ tủy xương (BMSC) và thử nghiệm chúng trong mô hình nghiền dây thần kinh thị giác ở chuột (ONC). Việc điều trị các mô hình văn hóa võng mạc chính bằng exosome BMSC cho thấy tác dụng bảo vệ thần kinh và thúc đẩy hình thành sợi thần kinh đáng kể. Hai mươi mốt ngày sau ONC và tiêm thuốc vào thủy tinh thể hàng tuần; chụp ánh sáng đồng bộ quang học, điện sinh lý võng mạc và hóa miễn dịch đã được thực hiện. Exosome nguồn gốc từ BMSC đã thúc đẩy sự sống sót đáng kể của RGC và sự tái sinh các sợi trục của chúng trong khi một phần ngăn chặn mất mát sợi trục RGC và rối loạn chức năng RGC. Exosome đã thành công trong việc chuyển tải hàng hóa của chúng vào các lớp trong của võng mạc và các hiệu ứng phụ thuộc vào miRNA, được chứng minh bằng việc giảm hiệu ứng điều trị của các exosome lấy từ BMSC sau khi gạt bỏ Argonaute-2, một phân tử tác động miRNA quan trọng. Nghiên cứu này ủng hộ việc sử dụng exosome lấy từ BMSC như một liệu pháp không dựa trên tế bào cho căn bệnh mắt chấn thương và thoái hóa.

Để khảo sát nguồn gốc của các tế bào giống như cơ trơn trong quá trình phục hồi mạch máu, những con chuột cái C57BL/6 (Ly 5.2) đã trải qua quá trình chiếu xạ toàn thân và sau đó được truyền 10⁶ tế bào tủy xương có nhân từ các cá thể đực đồng gen (Ly 5.1). Việc tái tạo thành công (88.4 ± 4.9%) bởi tủy xương của người hiến đã được chứng minh ở những con chuột cái qua phương pháp dòng tế bào với kháng thể đơn dòng A20.1/Ly 5.1 gắn FITC sau 4 tuần. Các động mạch của những con chuột cái sau đó đã trải qua hai loại tổn thương: (1) Động mạch chậu bị tổn thương do cào với 5 lần qua lại bằng đầu dò gây ra thiệt hại nặng nề ở lớp giữa. Sau 4 tuần, lòng động mạch bị tắc nghẽn bởi một niêm mạc mới giàu tế bào, với các tế bào chứa α actin cơ trơn hiện diện xung quanh lòng còn lại. Khoảng một nửa số tế bào này có nguồn gốc từ người hiến, được chứng minh qua phương pháp lai phân tử tại chỗ với một đầu dò đặc hiệu cho nhiễm sắc thể Y. (2) Trong một cục huyết khối động mạch được hình thành bởi việc chèn một chỉ khâu lụa 8-0 vào động mạch cảnh chung bên trái, các tế bào người hiến nhuộm với α actin cơ trơn được tìm thấy ở những động mạch chịu tổn thương nghiêm trọng nhưng không ở những động mạch bị tổn thương tối thiểu. Kết quả của chúng tôi gợi ý rằng các tế bào nguồn gốc từ tủy xương được thu hút trong quá trình phục hồi mạch máu như một nguồn bổ sung của các tế bào giống như cơ trơn khi lớp giữa bị tổn thương nặng và rất ít tế bào cơ trơn cư trú sẵn có để thực hiện sửa chữa.

U nguyên bào thần kinh là một trong những loại ung thư ở người có tính xâm lấn mạnh mẽ và kháng điều trị. Các phương pháp điều trị thông thường không thành công do sự xâm lấn lan tỏa của các tế bào u glioma vào mô não bình thường. Các liệu pháp dựa trên tế bào gốc cung cấp một cách tiếp cận đầy hứa hẹn cho việc điều trị glioma ác tính nhờ vào khả năng di cư của chúng vào các tế bào u xâm lấn. Chiến lược điều trị của chúng tôi là sử dụng tế bào trung mô lấy từ tủy xương người (hMSCs) như một phương tiện vận chuyển tế bào cho việc cung cấp có mục tiêu và sản xuất tại chỗ tác nhân sinh học có tên là ligand gây apoptosis liên quan đến yếu tố hoại tử u (TRAIL) tại vị trí khối u glioma. hMSCs đã được chuyển gen bằng lentivirus có khả năng tiết TRAIL (S-TRAIL) và mCherry (protein phát quang đỏ). Kết quả của chúng tôi cho thấy rõ khả năng duy trì tính chất hướng khối u của các tế bào hMSC S-TRAIL thông qua các xét nghiệm di cư in vitro và in vivo. Các xét nghiệm in vitro đã xác nhận sự biểu hiện, giải phóng và hoạt tính sinh học của S-TRAIL được sản xuất bởi các tế bào hMSC S-TRAIL. Để đánh giá hiệu quả điều trị in vivo, hMSCs được tiêm vào phía cùng bên với khối u glioma trong mô hình xenograft chuột. Các tế bào hMSC S-TRAIL đã được kỹ thuật gen cho thấy hiệu quả trong việc ức chế sự phát triển khối u U87 glioma trong sọ (81,6%) in vivo và dẫn đến việc sống lâu hơn cho động vật. Các nghiên cứu miễn dịch hóa học cho thấy có sự gia tăng đáng kể, gấp tám lần về apoptosis tế bào khối u trong nhóm điều trị bằng hMSC S-TRAIL so với nhóm chứng. Nghiên cứu của chúng tôi chứng minh hiệu quả điều trị của các tế bào hMSC S-TRAIL và xác nhận rằng hMSCs có thể hoạt động như một phương tiện vận chuyển tế bào mạnh mẽ cho việc giải phóng cụ thể tại vị trí các protein điều trị.