单核细胞向淋巴管内皮细胞转分化潜能的研究.docx

1、单核细胞向淋巴管内皮细胞转分化潜能的研究 摘 要：传统的观点认为，单核细胞仅是吞噬细胞的前体细胞，在体内不同环境下能分化为巨噬细胞、树突状细胞、 Kupffer 细胞、小胶质细胞。但近几年的研究发现，单核细胞经诱导具有多向性的分化潜能。本文将单核细胞向淋巴管内皮细胞转分化潜能的研究现状进行综述。下载 关键词：单核细胞；淋巴管内皮细胞；转分化。 干细胞替代治疗是近些年来医学研究领域的热点。单核细胞参与血管新生一直是近些年来非常活跃的课题。研究发现，单核细胞能受组织环境影响、发生不同方向的分化。单核细胞不仅是巨噬细胞、树突状细胞的前体细胞，还能在特殊环境下分化成内皮祖细胞（ Endothelial

2、 progenitor cell， EPCs），参与血管新生。然而，单核细胞参与淋巴管新生的研究相对较少。相对于血管内皮标志物，淋巴管内皮特异性标志物发现较晚，在 1984 年以后才陆续被发现，因此对于淋巴管内皮的研究一直滞后于血管内皮。近年来，随着研究者对 于一些淋巴管内皮特异性标志物的发现，关于淋巴管在诸多领域的研究均有所突破。因此，随着单核细胞向血管内皮细胞转分化的研究的深入，单核细胞向淋巴管内皮细胞转分化的研究已经有了初步进展，但至今仍未有定论。目前这方面的研究，只能给单核细胞向淋巴管内皮细胞转分化的可能性提供一些依据。 一、单核细胞向血管内皮细胞的转分化 从胚胎发育学看，淋巴管内皮细

3、胞与血管内皮细胞具有同源性。胚胎主静脉的一部分内皮细胞出芽形成淋巴囊，再由淋巴囊出芽形成成熟的淋巴管网络。所以，单核细胞向血管内皮细胞转分化的研究，能提示单 核细胞向淋巴管内皮细胞转分化的可能性。 研究发现，从人类血中分离培养 CD34-CD14+单核细胞，表达特异性内皮细胞表面标志物的细胞的比例随时间推移增加，到第 4 周时，表达 vWF、VE-cadherin 和 e-NOS 的细胞比例分别达到 94.2%， 89.7%和 58.8%，在三维基质胶中，这些细胞形成了条索状或管状结构，表明这些细胞聚集可能是参加血管生成的。由于单核细胞数量多，其在治疗缺血性疾病领域的应用前景备受关注。 二、单

4、核细胞的多向性干细胞分化潜能 有研究报道，单核细胞经诱导具有多向性 干细胞分化潜能。 Zhao 等的研究表明，人外周血单核细胞在粒细胞 -巨噬细胞集落刺激因子（ M-CSF）的作用下，能被诱导成多潜能干细胞，后者经过诱导能分化成巨噬细胞、 T 淋巴细胞、上皮细胞、内皮细胞、神经元细胞、肝细胞。 Kuwana 等的研究小组发现，人外周血单核细胞在纤维连接蛋白（ fibronectin， FN）、 L-DMEM 以及外周血 CD14 单个核细胞上清（即淋巴细胞上清）的某些细胞因子诱导作用下，能分化成具有成纤维细胞形态并且表达 CD34 的多潜能细胞，命名为MOMCs，这种细胞仍然携带单核细胞抗原

5、CD14 和白 细胞共同抗原 CD45，因此来源于单核细胞；他们在 MOMCs的培养体系中分别加入相关的刺激因子，对 MOMCs进行诱导，发现会有不同数量的细胞群向相应的方向分化，如成骨细胞、肌细胞、软骨细胞、脂肪细胞。在 2007 年， Kuwana 等人又在StemCell 上发表论文，专门研究了 MOMCs 向内皮细胞分化的潜能。培养 7d后，发现在蛋白和基因水平，细胞均表达内皮细胞特异性标志物，如 CD144、CD34、 vWF、 VEGFR-2等，且与脐静脉内皮的表达水平相近， RT-PCR结果显示细胞对于 CD14、 CD45 的表达明显下调。 上述研究中，无论是单核细胞来源的 E

6、PCs、还是 MOMCs，均只关注了其向血管内皮细胞分化，及其用于血管新生、缺血性疾病治疗的效果，尚未见单核细胞来源的 EPCs 或 MOMCs 向淋巴管内皮细胞诱导分化的研究报道。 三、单核细胞参与淋巴管新生 炎症、肿瘤或免疫排斥反应时，局部组织会出现单核 -巨噬细胞浸润。研究者发现单核 -巨噬细胞浸润与淋巴管新生有关。肿瘤淋巴转移的研究发现，肿瘤周围有巨噬细胞浸润且高表达 VEGF-C（称为肿瘤相关巨噬细胞），其数量与周围淋巴管密度及淋巴转移明显相关，甚至发现 淋巴管壁有巨噬细胞的掺入 8， 9。肾移植后免疫排斥反应的研究发现，移植肾的淋巴管密度比正常肾增加了约 50 倍，观察到淋巴管附近

7、出现结节样单个核细胞浸润，淋巴管内含有淋巴细胞。有研究表明，在野生型鼠伤口急性期形成的淋巴管，大部分是由巨噬细胞标志物 F4/80 和淋巴管标志物 LYVE-1 和 Podoplanin 共同阳性的细胞构成；在纯合子糖尿病鼠，由于巨噬细胞的数量和活性均降低，角膜伤口愈合中，与对照组杂合子鼠相比， LYVE-1+淋巴管和 CD31+血管明显减少。 Maruyama 等通过建立鼠的角膜移植模型，发现CD11b+的巨噬细胞浸润区有淋巴管新生，认为新生的淋巴管来源于巨噬细胞。这些研究提示，单核巨噬细胞有向淋巴管内皮细胞转分化的可能性。体外研究表明，活化的单核 -巨噬细胞表达 VEGF-C 和其受体 V

8、EGFR-39，13， VEGF-C是特异性促淋巴管生长因子。 Maruyama等研究小组将致炎物质硫胶质（ Thioglycollate）注入小鼠的腹膜腔，收集腹腔渗出的细胞，RPMI-1640 培养 24h 后，收集粘附的细胞进行流式细胞术测定，结果显示，超过 99.67%的腹膜渗出细胞（ PECs） CD11b 阳性； RT-PCR 结果显示，收集的CD11b+巨噬细胞表达 VEGFR-3和 VEGF-C，但不表达 VEGFR-2；另外， CD11b+巨噬细胞中有 30-50%表达 LYVE-1， Podoplanin或者 Prox-1；免疫细胞化学分析表明， PECs（培养 24h）表

9、达 CD11b和 Prox-1 以及 Podoplanin 和 LYVE-1蛋白，而未用 thioglycollate 刺激的腹膜腔巨噬细胞，淋巴管内皮标志物的表达呈弱阳性，提示激活的巨噬细胞而非静止的巨噬细胞表达淋巴管特异性标志物。 四、淋巴管内皮祖细胞 针对前述单核细胞参与 淋巴管新生及表达淋巴管特异性标志物的研究结果，有研究者提出外周血中存在淋巴管内皮祖细胞，而非单核细胞直接参与或表达的结果。 Salyen 等分别从胎儿肝、脐带血和成人外周血单个核细胞中分离出 CD34+CD133+VEGFR-3+细胞，认为该群细胞可向血管内皮细胞或淋巴管内皮细胞分化。 Wang 等人从成人外周血和脐带

10、血分离出 CD34+CD133+VEGFR-3+的 EPCs，用 VEGF-C 诱导能将其转分化为淋巴管内皮细胞。为了与 CD34+CD133+VEGFR-2+的血管内皮祖细胞区别开来，故将 CD34+CD133+VEGFR-3+细胞命名为淋巴管内皮祖细胞（ lymphaticendothelial progenitor cells， LEPCs）。然而人们发现，循环血中无论是 EPCs 抑或 LEPCs，均含量很少，约占单个核细胞的 0.002%，与上述单核 -巨噬细胞经诱导刺激高比例的表达淋巴管内皮细胞标志物不符，且分离过程复杂。 五、单核细胞淋巴管内皮细胞转分化 研究表明，取成人新鲜外周

11、血，分离单核细胞，用内皮细胞培养基 ECM培养，尽管单核细胞在 FN、 TNF-?%Z 或 VEGF-C 诱导下能表达淋巴管内皮标志物 ，但内皮细胞标志物的基因表达为阴性。已有的研究表明，单核细胞可在 VEGF 等生长因子的诱导下向血管内皮细胞转分化 4， 7， 19。上述实验单核细胞未表达内皮细胞共同标志物 vWF、 eNOS、 VEGFR-2，可能与培养基中 VEGF 的剂量不足以及诱导时间较短有关。真正的淋巴管内皮细胞应该既表达内皮细胞标志物，又表达淋巴管内皮特异性标志物。 六、展望 综上所述， 前述研究表明，单核细胞能分化成 MOMCs 或 EPCs，而单核 -巨噬细胞在活化时易于表达

12、淋巴管特异性标志物。由此我们设想， MOMCs 或EPCs 有 可能更容易被诱导成淋巴管内皮细胞，参与淋巴管新生。前述研究结果虽然表明单核 -巨噬细胞在淋巴管新生方面起重要作用，但是，单核细胞是否能真正转化为淋巴管内皮细胞、并能用于淋巴管新生？尚需要体外研究来证实。 淋巴管是淋巴系统重要的组成部分，在维持人体内环境稳定和免疫功能等方面发挥重要作用。临床上，淋巴管发育缺陷、手术创伤等均会导致淋巴引流不畅而致淋巴水肿。淋巴水肿的治疗依然是医学界的难题。众所周知，原发性淋巴水肿不同于炎症等病理过程，主要为细胞间隙蛋白质等大分子物质回流障碍，缺乏刺激炎症细胞和内皮祖细胞浸 润的病理生理环境。特别是近些

13、年来，乳腺癌发病率呈上升趋势，乳腺癌根治术由于清扫腋窝淋巴结、切断了大量淋巴管，造成上肢淋巴水肿的并发症约占 15%-20%，轻者随着侧支循环的建立而缓解，严重者可导致上肢功能障碍，影响患者的生存质量。长期以来，国内、外主要运用烘绑或间歇加压等保守疗法促进淋巴回流，难以从根本上治愈淋巴水肿。实质上，治疗淋巴水肿的根本问题就是促进淋巴管新生。所以，研究淋巴管新生机制及有效方法对于治疗淋巴水肿及淋巴管相关疾病具有重要意义。 另外，我们认为，乳腺癌患者手术后由于接受化疗或放疗，容 易造成免疫细胞损伤，并由此导致局部浸润的单核 -巨噬细胞数量减少，间接引发局部淋巴管再生障碍，促进继发性淋巴水肿的产生。

14、人外周血中的单核细胞取材方便，数量相对丰富，如果能作为淋巴管内皮细胞的来源并最终用于临床淋巴水肿的治疗，将有很好的发展前景。 参考文献： Hoenig MR， Bianchi C， Sellke FW.Hypoxia inducible factor-1?%Z， endothelial progenitor cells， monocytes， cardiovascular risk， wound healing， cobalt and hydralazine： a unifying hypothesiser MA.Lymphatic endothelial and smooth-muscle

15、cells in tissue culturehe lymphatic system from the veins and the development of the lymph hearts and thoracic duct in the pigng H， et al.Monocytes coexpress endothelial and macropha- gocytic lineage markers and form cord-like structures in Matrigel under angiogenic conditionsman E.A human periphera

16、l blood monocyte-derived subset acts as pluripotent stem cellsOkazaki Y， Kodama H， et al. Human circulating CD14+ monocytes as a source of progenitors that exhibit mesenchymal cell differentiationa H， et al.Endothelial differentiation potential of human monocyte-derived multipotential cells M， Molde

17、nhauer G， et al. Lymphatic endothelium-specific hyaluronan receptor LYVE-1 is expressed by stabilin-1+， F4/80+， CD11b+ macrophages in malignant tumours and wound healing tissue in vivo and in bone marrow cultures in vitro： implications for the assessment of lymphangiogenesisckl J， et al.Tumor-associ

18、ated macrophages express lymphatic endothelial growth factors and are related to peritumoral lymphangiogenesis， Moosberger I， et al.Lymphatic neoangiogenesis in human kidney transplants is associated with immunologically active lymphocytic infiltratesIi M， et al.Decreased macrophage number and activ

19、ation lead to reduced lymphatic vessel formation and contribute to impaired diabetic wound healingfen C， et al.Inflammation-induced lymphangiogenesis in the cornea arises from CD11b-positive macrophagesawighorst T， et al.Concurrent induction of lymphangiogenesis， angiogenesis， and macrophage recruit

20、ment by vascular endothelial growth factor-C in melanomaJoukov V， et al.Hyperplasia of lymphatic vessels in VEGF-C transgenic miceitalo R， et al.VEGFR-3 and CD133 identify a population of CD34+ lymphatic/vascular endothelial precursor cells.Vascular endothelial growth factor3 induced differentiation

21、 of CD34+CD133+VEGFR-3+ EPCs towards lymphatic endothelial cells PC.Endothelial progenitor cells： mobilization， differentiation， and homing 梁艳红，张肇林，田铧，等 .单核细胞向淋巴管内皮细胞诱导分化的潜能 J.中国组织工程研究与临床康复， 2010，（ 10） . Rohde E， Malischnik C， Thaler D， et al.Blood monocytes mimic endothelial progenitor cein M. Poor influence of surgery on upper limb lymphedema volume in patients after breast cancer treatment 作者简介：梁艳红（ 1981-）， 女，山东英才学院医学院人体解剖与组织胚胎学专业，助教，主要研究方向：淋巴管新生。