「有史以來第一次,人們通過引導讓幹細胞直接進入到指定的位置,並得以第一次看到幹細胞集中治療的效果。」
這項研究刊登於近期《美國科學院院報》(《PNAS》)雜誌。作為與《Nature》、《Science》齊名的雜誌,自1914年創刊至今,《PNAS》上刊登了多項重磅研究,而此次發表的這項研究,或許將為幹細胞治療打開新的大門。
隨著對於人體的研究的深入,細胞被認為是人類珍貴的資源之一,而在這些「珍貴資源」中,要選出「更加珍貴」一級的話,幹細胞必然會列入其中。
幹細胞其實是人體內一群擁有自我分化能力的細胞,簡單來說,就是幹細胞可以不斷分裂、並分化為多種組織細胞,我們體內細胞更替、創傷的修復背後都有著各類幹細胞的影子。
幹細胞的多項分化能力也為一些疾病的治療提供了可能。比如脊髓損傷、膝關節損傷以及一些神經退行性疾病(如阿爾茲海默症,也就是俗稱的「老年痴呆」),在幹細胞療法之前都是一些無解的疾病,但是幹細胞療法的出現,為這些疾病治療提供了新的方向。
幹細胞在體內如何進行治療與修復呢?這要提到幹細胞的一大特性——「歸巢」,即幹細胞可以在體內自行驅動併到達損傷部位發揮修復作用,這也是幹細胞的神奇之處。
此次研究中,研究人員找到了一個與幹細胞「歸巢」行為緊密相關的物質:GPCR——這個物質可以很好地引導幹細胞前往受損部位,同時不會引發嚴重的炎症反應,這就符合了一個好嚮導的標準,既可以帶領大家到達目的地,也不會驚擾到附近的居民。在此基礎上,研究人員製造了SDV1a藥物。
SDV1a的設計十分巧妙(結構如上圖所示):一方面它可以更大程度地引導幹細胞前往受損部位,並儘可能地發揮修復作用,另一方面,它在設計的過程中也截斷了引起炎症反應的部分,降低炎症反應。
在小鼠實驗中,SDV1的實際效果也被驗證:在成年鼠皮質中,SDV1a藥物可以更好地引導幹細胞前往自己所在的部位。
在實驗小鼠體內,研究人員觀察到幹細胞的分布和SDV1a藥物的分布一致,這說明了SDV1a可以很好地引導幹細胞前往需要治療的部位。而且SDV1這種引導效果被證明是持續的,在小鼠的整個生命周期持續存在,起到穩定、持久、良性的引導作用。
更加重要的是,不論是幹細胞單獨注射還是幹細胞+SDV1a藥物一起注射,都沒有引起炎症反應,在治療同時也保證了安全性。
這項研究或許會改變多種目前還無法治癒的疾病現狀,包括:
中樞神經系統修復;克羅恩病;肌肉萎縮症;帕金森症;等等......
此外,幹細胞的免疫調節能力或許也會在精準引導下發揮更大作用,如這次新冠中被我們所熟識的細胞因子風暴(CRS)、自身免疫類疾病、又或是免疫治療帶來的副反應,這些由免疫系統紊亂導致的疾病或許可以在幹細胞的幫助下得以消退。
參考資料:
1.Chemical mutagenesis of a GPCR ligand: Detoxifying 「inflammo-attraction」 to direct therapeutic stem cell migration
2.World's first: Drug guides stem cells to desired location, improving their ability to heal