【综述】南医大郑少忆教授Front. in Immuno.: 间充质干细胞联合机械灌注应用于器官移植——一种新型供体器官保存方法

器官移植是目前治疗终末期器官衰竭最有效的方法，但是供体器官短缺很大程度上限制了国内外器官移植手术的开展，远远不能满足数量如此庞大的终末期器官衰竭患者。最近10年，越来越多的学者提出将边缘供体（循环死亡供体、扩大标准供体）作为新的供体器官来源。但是与传统脑死亡供体相比，边缘供体器官在移植过程中将受到更强的缺血再灌注损伤，严重影响供体器官的质量和移植手术成功率。因此，我们迫切需要改善供体器官在移植过程中的保存方法，减轻供体器官的缺血再灌注损伤，提高边缘供体器官的质量，从而满足终末期器官衰竭患者对器官移植的庞大需求。

近日，来自南方医科大学南方医院心血管外科郑少忆教授课题组的研究人员以“Application of Mesenchymal Stem Cells DuringMachine Perfusion: An Emerging Novel Strategy for Organ Preservation”[1]为题在Frontiers in Immunology杂志上发表综述(published: 22nd December 2021. doi: 10.3389/fimmu.2021.713920)。该文章以缺血再灌注损伤对供体器官的影响作为背景，介绍了间充质干细胞改善器官缺血再灌注损伤的机制（图1）。

图1.间充质干细胞改善器官缺血再灌注损伤的机制

间充质干细胞一直以来都是治疗器官缺血再灌注损伤的一大热点。间充质干细胞是一类具有多向分化潜能的细胞，具有免疫调节、抗氧化、抗凋亡和促进组织修复再生的能力。已经有大量研究证明，间充质干细胞可以有效地减轻器官缺血再灌注损伤。而且近年的动物研究也发现，将间充质干细胞及其分泌物加入供体器官保存液中可以减轻移植过程中的器官损伤，改善器官移植的预后。

机械灌注作为一种新型的供体器官保存方法，又被誉称“器官ICU”，近10年来获得了广泛关注。与传统的静态冷保存相比，机械灌注可以持续灌注离体器官，不断提供氧气和代谢底物，减少器官缺血缺氧时间，清除微循环中的毒性代谢产物，减轻其缺血再灌注损伤。另外，通过在生理温度下保存，供体器官可以在保存过程中恢复代谢活动，启动修复过程。

郑少忆教授团队在文章中强调，使用机械灌注保存供体器官，实际上提供了一个绝妙的时间窗，可以在保存期间使用间充质干细胞修复供体器官，减轻移植过程中的缺血再灌注损伤，提高供体器官的质量。而且，由于机械灌注是针对离体器官的保存方法，在此过程中使用间充质干细胞治疗供体器官更具有“靶向治疗”的效果（图2）。

图2.联合间充质干细胞与机械灌注应用于供体器官保存与修复

文章中归纳了近年来联合间充质干细胞与机械灌注应用于器官移植的研究，总结了各个研究中的间充质干细胞与机械灌注不同的联合应用方法，以及对不同器官移植的影响。郑少忆教授团队在文章中还提出关于间充质干细胞与机械灌注结合的一些思考，如针对不同器官间充质干细胞的最佳浓度、机械灌注系统对间充质干细胞的影响、间充质干细胞异质性对研究可重复性的影响等。然而，目前的研究仍然停留在动物层面，仍有很长的一段路需要走才能最终应用于临床。

本文第一作者是来自南方医科大学的硕士研究生李嘉乐，共同第一作者是彭勤宝、杨荣华、李坤生三位医生。本文通讯作者是南方医科大学南方医院心血管外科主任郑少忆教授，周鹏宇博士以及来自德国哈勒大学附属医院心脏中心的Gábor Szabó教授为共同通讯作者。

郑少忆教授团队长期专注于研发新型供体心脏保存技术，已经成功建立了一种大鼠心死亡供体心脏的常温机械灌注模型[2]，并在进一步的研究中证明，在常温机械灌注系统中加入褪黑素可以有效改善大鼠供体心脏缺血再灌注损伤[3]。郑少忆教授团队接下来也将进一步进行联合间充质干细胞及其外囊泡与常温机械灌注应用于供体心脏保存的前沿研究。

[1] Li J, Peng Q, Yang R, Li K, Zhu P, Zhou P,et al. Application of Mesenchymal Stem Cells during Machine Perfusion: anemerging novel strategy for organ preservation. Frontiers in immunology (2021).doi: 10.3389/fimmu.2021.713920.

[2] Li J, Xue C, Ling X, Xie Y, Pavan D, Chen H,et al. A Novel Rat Model of Cardiac Donation After Circulatory Death CombinedWith Normothermic ex situ Heart Perfusion. Frontiers in cardiovascular medicine(2021) 8:639701. doi: 10.3389/fcvm.2021.639701.

[3] Lu J, Xu L, Zeng Z, Xue C, Li J, Chen X, etal. Normothermic ex vivo Heart Perfusion Combined With Melatonin EnhancesMyocardial Protection in Rat Donation After Circulatory Death Hearts viaInhibiting NLRP3 Inflammasome-Mediated Pyroptosis. Frontiers in cell anddevelopmental biology (2021) 9:733183. doi: 10.3389/fcell.2021.733183.