肺损伤是一种严重威胁人类健康的疾病，由多种化学、物理和生物制剂引起，导致肺炎、肺部炎症和纤维化。干细胞治疗是一种新兴的治疗方式，被用于治疗各种炎症和/或退行性疾病。间充质干细胞(MSCs)已被测试作为静脉输注治疗急性肺损伤和肺纤维化，然而缺乏供体以及受到标准化的细胞制备而受到阻碍。本文作者研究来源于人类胚胎干细胞的类MSC细胞（命名为Immunity-and-matrix-regulatory cells）对小鼠肺损伤和纤维化的疗效，为临床实验提供基础。

 主要结果

一、从人类胚胎干细胞中生成Immunity-and-matrix-regulatory cells。

①IMRCs具有成纤维细胞样形态，第5代保持二倍体核型；

②IMRCs表现出向间充质组织(如脂肪细胞、软骨细胞和成骨细胞)分化的能力；

③IMRCs比原代间充质干细胞具有更强的长期自我更新能力；

结果提示：IMRCs具有良好的分化和自我更新能力。

二、IMRCs具有独特的基因表达特征

①与原代脐带间充质干细胞相比，IMRCs上调基因促进免疫调节(LIF)、组织修复(VEGFA, GREM1)，细胞分裂(CDC20)和抗纤维化(MMP1);

②IMRCs下调的基因主要促进炎症反应(IL-1B, CXCL8, CCL2和CXCL1)；

③IMRCs中MSC特异性标志物的表达相对均匀PDGFRA, SPARC, NT5E, ITGB1和ENG;

这些结果为IMRCs的临床适用性提供了深入的见解，特别是关于其完全丧失多能性和获得超免疫调节潜能。

三、IFN-γ处理的IMRCs显示出更高的免疫调节能力

细胞因子检测采用48-plex Bio-Plex Pro Human Cytokine Assay (Bio-Rad, Hercules, CA, USA; 12007283)

①IMRCs中至少有9种促炎细胞因子低于UCMSCs，包括白细胞介素-6 (IL-6)、IL-1β、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、GRO-α、IFN-α2、IL-1α、IL-3和IL-8;

②抗炎IL-4较低，免疫调节细胞因子IL-1RA、LIF和IMRCs的RANTES高于UCMSCs;

③在促再生细胞因子中，我们发现GM-CSF相似，而VEGFA、MIG和SDF-1α在IMRCs中高于UCMSCs;

结果提示：IMRCs表现出比UCMSCs更强的免疫调节和再生功能。

四、IMRCs抑制TGF-β1的促纤维化作用

①A549细胞构建肺纤维化模型；

②在A549向肌成纤维细胞转分化过程中，IMRC条件培养基可以抑制I型胶原蛋白表达和α-SMA蛋白表达；

结果提示：这些结果表明，IMRCs可能能够抑制肺纤维化。

五、对小鼠和猴子输注IMRCs的安全性评价

①IMRCs无致瘤潜能。全基因组测序的体细胞突变分析显示，IMRCs基因组的所有编码和非编码外显子区域均为零突变；

②向食蟹猴输注不同剂量的IMRCs，急性毒性数据显示所有血液生化和尿生化指标保持在正常范围内。

 结果提示：IMRCs体内输注无明显毒性和致瘤性

六、IMRC输注治疗肺损伤和纤维化具有剂量依赖性，并且效果优于UCMSCs和吡非尼酮注射。

①IMRCs以剂量依赖的方式改善了肺损伤小鼠的体重下降，并且延长了总生存率；

②肺组织染色结果显示IMRCs治疗以剂量依赖性的方式减少肺泡增厚，降低了肺内巨噬细胞的数量，改善肺纤维化的Ashcroft评分；

③ELISA结果显示IMRCs以剂量依赖的方式降低小鼠肺脏中TNF-α and TGF-β1的水平；

七、IMRCs静脉输注COVID-19肺炎重症患者均明显康复

①IMRCs输注治疗降低患者血浆中炎症因子如IFN-α2, IL-3, IL-9, IL-13, MCP-3, M-CSF, sCD40L and TNF-α等的表达。

八、总结

在这项研究中，IMRC来自于自我更新的hESC培养，使用无血清试剂。结果表明，IMRCs与原发性UCMSCs相似，但在长期增殖能力、超免疫调节和抗纤维化功能方面更优越。此外，IMRCs的细胞直径普遍小于UCMSCs，提示它们注射后发生肺栓塞的风险较低。对注射IMRC后的小鼠和猴子的详细分析表明，IMRC不会移植，也不会转分化，也不会引发肿瘤，通过一系列的体外和体内实验，显示出良好的短期和长期安全潜力。最重要的是，小鼠肺损伤模型进行的实验表明，IMRCs治疗优于原发UCMSCs和吡非尼酮的疗效。

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* 物种：人、小鼠、大鼠、犬

* 研究领域覆盖：细胞因子、肿瘤、趋化因子、自身免疫性疾病、代谢等。