剪應力對間葉幹細胞免疫調控功能影響之探討

研究計畫: A - 政府部門b - 科技部

說明

間葉幹細胞 (Mesenchymal stem cells),具自我更新、多重分化能力、旁分泌功 能,在許多疾病的治療上富應用價值。此外,更重要的是間葉幹細胞具有獨特的免疫 調節功能,間葉幹細胞透過分泌特定生長因子及細胞激素、或直接細胞接觸達到抑制 或調控免疫細胞的目的,目前相關臨床試驗已開展。 本研究團隊於先前許多動物疾病模式中的研究中,亦已驗證間葉幹細胞的免疫調 控療效。因此,如何用快速、有效且安全的方式加強間葉幹細胞的免疫調節能力以達 到提升臨床治療效果,增加病患存活率的目標,是重要的研究目標。 剪應力(shear stress)是一種可以快速調節細胞生理反應的流體力,透過細胞膜 上的力學接受器(mechanosensor),活化相關細胞內訊息傳導路徑達到調控下游之基因 表現;或藉由細胞間質、細胞骨架及細胞核膜的結構性連結,在微秒的時間內將細胞 外剪應力作用直接傳入細胞核而改變基因表現。然而,剪應力對細胞的調節作用因其 刺激模式、刺激強度與時間、細胞種類、或外在環境條件而有不同。已知長時間、流 速強的層流剪應力可加強幹細胞的分化能力,而最近的研究發現短時間或間歇性低流 速可刺激間葉幹細胞的生長及旁分泌能力。 目前對於剪應力是否可以調節間葉幹細胞的免疫調節能力尚無相關文獻發表。本 研究團隊發現,間葉幹細胞在震盪剪應力(oscillatory shear)刺激下不僅可快速激活 細胞內ERK 活性,亦調控許多與分化、增生有關的基因,更可增加間葉幹細胞分泌抗 發炎之細胞激素。因此,本研究旨在探討震盪剪應力對間葉幹細胞免疫調節能力及其 療效之影響及相關分子機轉。本研究第一年將研究震盪剪應力對提升間葉幹細胞免疫 調節能力的最佳化條件,並用體外間葉幹細胞與免疫細胞共同培養方式驗證;第二年 進行分子機轉的探討,並找出間葉幹細胞對震盪剪應力之力學接受器及最敏感的基因 群;第三年探討震盪剪應力刺激後的間葉幹細胞在不同疾病的動物模式,包括糖尿病 及急性肺損傷之免疫調節功能及療效之改變。 本研究原創性高,除能釐清震盪剪應力對間葉幹細胞免疫調節能力之機轉外,更 能提供一個間葉幹細胞移植前,於體外以物理刺激達到快速而有效強化間葉幹細胞功 能之技術平台,進而提升間葉幹細胞移植療效。
狀態已完成
有效的開始/結束日期8/1/127/31/13

Keywords

  • 間葉幹細胞
  • 剪應力
  • 免疫調節