人羊膜上皮细胞(human amniotic epithelial cells,hAECs)是存在于胎盘羊膜内层的一类独特细胞。它们不仅表达多种胚胎干细胞标记物,还展现出全面的多向分化潜能,使其在再生医学和疾病干预领域备受瞩目。
一、生物学特性
hAECs与其他用于细胞治疗的干细胞相比,具有如下生物学特性:
(1)强大的多能性:能够分化为源自外胚层、中胚层和内胚层的多种细胞类型
(2)免疫豁免的优势:hAECs具有间充质干细胞(MSCs)样表型,表达细胞表面标记CD10、CD13、CD29、CD44、CD73、CD90、CD105、CD117和CD166,但不表达CD14、CD34、CD45、CD79和人类白细胞抗原(human leukocyte antigen,HLA)-DR,提示hAECs具有与MSCs相似的低免疫原性和免疫调节特性。
(3)溶酶体丰富:参与激活自噬过程,对维持细胞稳态至关重要。
(4)安全:缺乏端粒酶,无致瘤性,遗传稳定,临床应用具有安全性。
(5)不涉及伦理问题:羊膜通常在分娩后作为医疗废弃物丢弃,容易获得,不涉及伦理问题。
(6)高产量细胞:足月胎盘可获得约1×10^8~2×10^8个hAECs,无需扩增即可获得足够数量的细胞。
(7)活性质量有保证:hAECs是新生细胞,没有时间、年龄或环境相关的DNA损伤。
二、广阔的应用前景
凭借上述特性,hAECs在多种重大疾病的治疗研究中展现出巨大潜力:
1.对抗组织纤维化
纤维化是指由于炎症导致器官实质细胞发生坏死,组织内ECM异常增多和过度沉积的病理过程。组织纤维化是许多疾病致残、致死的主要原因。有研究已经证明,hAECs可以减轻组织纤维化,包括肝纤维化、肺纤维化、宫腔粘连和心肌纤维化。
2.修复肾脏损伤
hAEC-Exos可能通过分泌大量ECM成分和血管生成因子促进组织重塑和毛细血管生成,进而对抗肾脏损伤;hAECs治疗后肾组织纤维化减少,提示hAECs可能延缓了AKI向慢性肾脏病转化的进程。
3.促进神经修复与再生
神经发育生物学研究认为神经发生早期,羊膜组织直接与神经上皮联系,向羊水中释放神经递质及神经营养因子,在神经系统发育过程中起重要作用。人羊膜上皮细胞具有神经细胞生物化学方面的特性,能合成和分泌多巴胺(DA),细胞膜上表达多巴胺受体D1和D2,质膜上也有多巴胺转运蛋白表达。此外,人羊膜上皮细胞能分泌神经营养因子(如BDNF、NT-3、NGF等)和其他神经递质与调质。人羊膜上皮细胞不仅自身能分化神经组织,而且也能分泌多种神经递质和神经营养因子,促使宿主自身干细胞功能的活跃及自身修复。
4.干预自身免疫性疾病
通过旁分泌表达广谱抗炎因子,表达多种生长因子,来针对性的抑制自身免疫病的异常炎症。这为自身免疫性疾病开辟了一种新的有针对性的治疗方法,如:系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎等。
三、结语
人羊膜上皮细胞(hAECs)集多能性、低免疫原性、免疫调节能力、高安全性、无伦理障碍以及易于获取等显著优势于一身。其在对抗组织纤维化、修复肾损伤、促进神经再生以及干预自身免疫病等领域展现出巨大潜力。随着研究的不断深入,hAECs有望为众多难治性疾病开辟革命性的干预途径。