Theranostics: 間充質幹細胞聯合可注射水凝膠,改善炎症性腸病

2021-01-07 健康界

正文  

最近研究表明，間充質幹細胞聯合可注射水凝膠在治療炎症性腸病中具有重要價值。

來源：Theranostics

炎症性腸病 (inflammatory bowel disease, IBD) 是一種病因尚不清楚的慢性非特異性腸道炎症性疾病，包括克羅恩病和潰瘍性結腸炎，是胃腸道中除惡變外最嚴重的疾病之一。IBD的發生可能與感染、免疫、遺傳、精神、環境等多種因素有關。目前IBD的治療原則取決於病變範圍和病變程度，以藥物治療為主。

臨床上針對IBD的治療藥物眾多，但遠期治療效果均不理想，並且傳統的IBD治療方法會導致多種嚴重的副作用，故臨床急需一種有效的IBD替代療法。

1

間充質幹細胞治療炎症性腸病

間充質幹細胞 (mesenchymal stem cells,MSCs) 具有抗炎和免疫調節特性，可成為IBD治療中的一種潛在的新型治療方法。然而，移植後的MSCs在體內的低滯留時間限制了MSCs在 IBD 治療中的應用。近日，國際知名期刊Theranostics (2019 IF: 8.579)發表來自南開大學的李宗金、趙強、新鄉醫學院郭志坤教授聯合天津醫科大學曹曉滄主任的最近研究成果。

研究人員利用新型生物活性材料殼聚糖-胰島素樣生長因子-1C (CS-IGF-1C)水凝膠與人胎盤來源的間充質幹細胞 (hP-MSCs) 結合，應用於小鼠結腸炎模型治療。研究結果表明：CS-IGF-1C 水凝膠顯著增強了hP-MSCs的體內駐留時間，促進hP-MSCs分泌PGE2，誘導M2型巨噬細胞極化，釋放抗炎因子IL-10，改善腸道炎症反應。

胃腸道內駐留大量的巨噬細胞，在維持腸道穩態和腸道生理中起著關鍵作用，也是保護性免疫的重要組成部分。M1巨噬細胞可釋放炎性細胞因子誘導炎症反應。M2型巨噬細胞能夠大量合成並釋放抗炎細胞因子IL-10發揮抗炎作用。巨噬細胞是一種可塑性細胞，可從一種表型轉換到另外一種表型。前列腺素E2 (Prostaglandin E2, PGE2)，是類脂激素樣信號分子，一種重要的調節因子，在機體炎症反應中發揮重要的作用。研究表明，PGE2可促進巨噬細胞由MI型轉化為M2型，MSCs的相關研究也表明，MSCs分泌的PGE2可誘導巨噬細胞M2型，從而緩解腸道的炎症反應。

2

研究思路

研究人員首先利用轉基因技術使hP-MSCs 攜帶 GFP-Fluc 雙融合報告基因，並通過生物發光成像技術驗證了轉染後的hP-MSCs可用於體內移植後的示蹤。

隨後，研究人員通過體內、外研究發現，新型生物活性材料CS-IGF-1C水凝膠可促進hP-MSCs的增殖，並顯著上調hP-MSCs增殖相關基因的表達，具有良好的生物學相容性。

在小鼠結腸炎模型的治療中，研究人員發現將CS-IGF-1C水凝膠與hP-MSCs共移植於結腸炎小鼠體內可顯著抑制腸道組織炎症反應，並維持腸上皮細胞的完整性。

同時研究團隊進一步研究發現，CS-IGF-1C水凝膠可促進hP-MSCs中PGE2的分泌，誘導 M2 型巨噬細胞的極化，使得結腸組織中M2型巨噬細胞表達明顯增加，並釋放大量的抗炎細胞因子IL-10，參與腸道的抗炎反應。

3 文末小結

綜上所述，該項研究成果顯示了利用可注射水凝膠包裹hP-MSCs明顯抑制結腸炎症反應，有望為臨床幹細胞治療IBD提供一種新的策略。

南開大學醫學院李宗金教授、南開大學生命科學院趙強教授、新鄉醫學院郭志坤教授為文章共同通訊作者，天津醫科大學曹曉滄、段麗芸為文章並列第一作者。

參考文獻：

Cao X, etal. IGF-1C Hydrogel Improves the Therapeutic Effects of MSCs for Colitis in Mice through PGE2 Mediated M2 Macrophage Polarization.Theranostics. 2020; 10(17): 7697-7709. 

原文連接: https://www.thno.org/v10p7697.htm

相關焦點

  • 《Theranostics》——間充質幹細胞療法配合改善炎症性腸病
    最近研究表明，間充質幹細胞聯合可注射水凝膠在治療炎症性腸病中具有重要價值。 炎症性腸病 (inflammatory bowel disease, IBD) 是一種病因尚不清楚的慢性非特異性腸道炎症性疾病，包括克羅恩病和潰瘍性結腸炎，是胃腸道中除惡變外最嚴重的疾病之一。IBD的發生可能與感染、免疫、遺傳、精神、環境等多種因素有關。
  • 炎症性腸病系列講座第五期「幹細胞移植治療早髮型炎症性腸病」|...
    1例因為間充質幹細胞因受到細菌汙染而退出試驗，其餘4例共8處瘻管，接受了自體間充質幹細胞瘻管內局部注射治療，隨訪12~30個月，6處瘻管呈完全閉合，另外兩處部分閉合，流出物減少，並未見不良反應，顯示間充質幹細胞對克羅恩病及其併發症的治療有明顯的治療作用。
  • ...潰瘍性結腸炎|炎症性腸病|造血幹細胞|移植|基因|兒童|-健康界
    1例因為間充質幹細胞因受到細菌汙染而退出試驗，其餘4例共8處瘻管，接受了自體間充質幹細胞瘻管內局部注射治療，隨訪12~30個月，6處瘻管呈完全閉合，另外兩處部分閉合，流出物減少，並未見不良反應，顯示間充質幹細胞對克羅恩病及其併發症的治療有明顯的治療作用。
  • ...慢性阻塞性肺疾病|間充質幹細胞|clinicaltrials.gov|急性呼吸...
    間充質幹細胞修復肺損傷的機制目前認為，慢性阻塞性肺疾病主要是由於有害因素造成的肺部損傷，依靠機體自身無法達到完全和正確的修復引起的。間充質幹細胞是再生醫學理想的種子細胞，可用於組織再生修復和對抗衰老。臨床前的實驗表明，間充質幹細胞能夠分化成包括支氣管上皮細胞在內的不同肺部細胞類型，再生支氣管結構、修復肺氣腫、減少炎症。
  • Stem Cells:間充質幹細胞可誘導調節性T細胞的生成
    來源：生物谷最近在《Stem Cells》雜誌上發布的一項新研究首次表明，間充質幹細胞誘導的調節性T細胞（Treg）可以替代天然存在的Treg 細胞，這對於保護機體免受感染至關重要。1MSCs可誘導產生Treg由裡斯本醫學研究所Rita I
  • 利用骨髓間充質幹細胞合成一種活體生物材料,應用半月板
    本研究用豬半月板脫細胞化得到一種組織特異性細胞外基質（ECM），並將其製備成可注射的水凝膠用於負載骨髓間充質幹細胞（BMSCs）形成一種活體生物材料。研究發現該ECM可以促進骨髓間充質幹細胞成軟骨分化；將該ECM負載骨髓間充質幹細胞注射到半月板損傷處，可以修復半月板損傷和抑制關節退變。
  • 探秘臍帶間充質幹細胞
    在幹細胞家族中，從新生兒臍帶組織中分離培養出來的間充質幹細胞，由於來源豐富、易於獲取、細胞數量多、不容易被汙染、免疫原性低、增殖能力強且無倫理限制等諸多優點，成為最為理想的幹細胞來源。近年來，幹細胞臨床應用越來越多。
  • 不同間充質幹細胞來源的外泌體與骨關節炎
    1.1骨髓間充質幹細胞骨髓間充質幹細胞（bone marrow mesenchymal stem cell，BMSC）是人類最早發現的幹細胞，在實驗 研究及臨床應用中十分廣泛。1.2 胚胎間充質幹細胞 胚胎幹細胞（embryonic stem cell，ESC）是早期 胚胎或原始性腺中分離獲得的全能幹細胞，可誘導 分化成幾乎所有種類和功能的細胞，具有無限增殖、自我更新的特性。
  • 間充質幹細胞治療的安全性問題
    近年來，間充質幹細胞廣泛應用於多種疾病的治療和研究。間充質幹細胞作為幹細胞療法的「明星成員」，也成為全球研究的熱點。目前，世界上批准上市的幹細胞藥物大多是間充質幹細胞。
  • 間充質幹細胞真的能拯救卵巢早衰嗎?
    間充質幹細胞具有多能性和低免疫原性,被認為具有治療卵巢早衰的潛力。許多研究證明不同組織來源的間充質幹細胞均可以改善受損的卵巢功能,這些間充質幹細胞來源包括骨髓、羊水、胎盤羊膜、脂肪組織、臍帶、月經血、子宮內膜等。
  • 什麼是間充質幹細胞?全球間充質幹細胞臨床研究現狀概覽!
    相比於胚胎幹細胞，成體幹細胞則有著容易獲取、致瘤風險低以及無倫理爭議等優點，因此成體幹細胞成為了幹細胞臨床應用研究的主要對象。而在眾多的成體幹細胞臨床研究中，間充質幹細胞是最多的一個。間充質幹細胞，是一類起源於中胚層的成體幹細胞，具有自我更新及多向分化潛能。間充質幹細胞不僅存在於骨髓中，也存在於骨骼肌、骨外膜和骨小梁中，且其能夠分化的組織類型十分廣泛。
  • 圍產組織來源間充質幹細胞治療自閉症新進展
    持續的神經炎症可能會導致部分個體出現自閉症譜系障礙（ASD）的症狀，間充質幹細胞已被證明具有調節神經炎症的能力。 6月12日，《幹細胞轉化醫學》雜誌上發表了一篇關於人臍帶間充質幹細胞治療自閉症譜系障礙的文章[1]，通過臨床I期實驗證實了50%的參與者自閉症譜系障礙核心症狀得到了改善，並表明人臍帶間充質幹細胞輸注在醫學上是耐受良好的。
  • 間充質幹細胞治療帕金森病作用機制的研究進展
    間充質幹細胞治療帕金森病作用機制的研究進展 2020
  • 臍帶間充質幹細胞臨床案例集錦
    一根臍帶可提取的間充質幹細胞的數量相當於成人5000毫升骨髓中的間充質幹細胞數量。臍帶被視為「間充質幹細胞寶庫」。 作為「寶庫」，近年來，臍帶間充質幹細胞被醫學界廣泛的運用在各類疾病的治療上，產生了很多成功的案例。
  • 間充質幹細胞技術治療脊髓損傷再添新進展
    近日，日本批准了間充質幹細胞治療脊髓損傷。單核細胞(裡面含有間充質幹細胞)移植治療脊髓損傷的臨床研究，首批4例患者出現運動功能改善。結果表明，臍帶間充質幹細胞鞘內注射治療是安全的，可以改善大部分不完全性脊髓損傷患者的神經功能，提高這些患者的生活質量，例如改善運動和感覺功能，增強大小便的控制能力。
  • 科學網—間充質幹細胞:組織修復的理想「種子」
    隨著間充質幹細胞及其相關技術的日益成熟，我國也走上了間充質幹細胞核心技術研發的舞臺。 炎症性疾病治療獲突破 中國科學院上海生命科學研究院研究員時玉舫最新研究發現，當組織損傷發生時，受損部位往往釋放大量的「創傷信號」，並伴有多種炎症性細胞浸潤和炎症因子分泌。
  • 我國間充質幹細胞治療新冠肺炎的三大特徵
    而具有免疫調節和抗炎能力的間充質幹細胞可向炎症部分遷移並發揮功能。 間充質幹細胞可以憑藉低免疫原性，以及對先天性和獲得性免疫的調節，能夠有效控制過激免疫反應。間充質幹細胞還可以通過旁分泌作用以及免疫調節作用，促使局部炎症反應下調，減輕組織炎症損傷。
  • 間充質幹細胞外泌體治療多種疾病前景可期
    日前，發表在《Stem Cells and Development》上的一文指出，間充質幹細胞來源外泌體在治療重症新冠肺炎患者成效顯著，康復率高達71%。外泌體具有安全性、恢復氧合、下調細胞炎症因子和重建免疫系統功能等優點，是一種很有前途的新冠肺炎治療候選藥物[1]。
  • 新綜述：間充質幹細胞的免疫調節特性，可用於多種疾病的治療
    此後，間充質幹細胞免疫調節特性所帶來的益處的相關數據有了不斷的積累。統計發現，超過三分之一的間充質幹細胞療法臨床試驗針對免疫/炎症疾病。但是，人們在十多年前就已經知道，靜脈輸注間充質幹細胞——任何細胞治療最典型的幹預方法——會導致絕大多數細胞(80%~90%)停留在肺部，並隨著炎症的發生而進一步增加。因此，有討論認為間充質幹細胞治療可能對免疫/炎症性肺疾病特別有用。
  • 間充質幹細胞-中科西部細胞,始於2007年
    而人體內環境複雜多變，在不同炎症情況下，間充質幹細胞的免疫調節作用是不同的。科學家研究發現間充質幹細胞的免疫調節具有這樣一種可塑性，即它就像炎症環境的一個調和劑：當炎症反應加強時，間充質幹細胞就會抑制免疫反應；當炎症反應減弱時，間充質幹細胞反而可能促進免疫反應。這種特性在其治療疾病的過程中需要引起高度重視。