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【干细胞应用】Theranostics: 间充质干细胞联合可注射水凝胶,改善炎症性肠病

来源:浙江思丹姆干细胞生物科技有限公司发布时间:2020-09-04

炎症性肠病 (inflammatory bowel disease, IBD) 是一种病因尚不清楚的慢性非特异性肠道炎症性疾病,包括克罗恩病和溃疡性结肠炎,是胃肠道中除恶变外最严重的疾病之一。IBD的发生可能与感染、免疫、遗传、精神、环境等多种因素有关。目前IBD的治疗原则取决于病变范围和病变程度,以药物治疗为主。

临床上针对IBD的治疗药物众多,但远期治疗效果均不理想,并且传统的IBD治疗方法会导致多种严重的副作用,故临床急需一种有效的IBD替代疗法。


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间充质干细胞治疗炎症性肠病

间充质干细胞 (mesenchymal stem cells,MSCs) 具有抗炎和免疫调节特性,可成为IBD治疗中的一种潜在的新型治疗方法。然而,移植后的MSCs在体内的低滞留时间限制了MSCs在IBD治疗中的应用。近日,国际知名期Theranostics (2019 IF: 8.579)发表来自南开大学的李宗金、赵强、新乡医学院郭志坤教授联合天津医科大学曹晓沧主任的最近研究成果。

研究人员利用新型生物活性材料壳聚糖-胰岛素样生长因子-1C (CS-IGF-1C)水凝胶与人胎盘来源的间充质干细胞 (hP-MSCs) 结合,应用于小鼠结肠炎模型治疗。研究结果表明:CS-IGF-1C 水凝胶显著增强了hP-MSCs的体内驻留时间,促进hP-MSCs分泌PGE2,诱导M2型巨噬细胞极化,释放抗炎因子IL-10,改善肠道炎症反应


胃肠道内驻留大量的巨噬细胞,在维持肠道稳态和肠道生理中起着关键作用,也是保护性免疫的重要组成部分。M1巨噬细胞可释放炎性细胞因子诱导炎症反应。M2型巨噬细胞能够大量合成并释放抗炎细胞因子IL-10发挥抗炎作用。巨噬细胞是一种可塑性细胞,可从一种表型转换到另外一种表型。前列腺素E2 (Prostaglandin E2, PGE2),是类脂激素样信号分子,一种重要的调节因子,在机体炎症反应中发挥重要的作用。研究表明,PGE2可促进巨噬细胞由MI型转化为M2型,MSCs的相关研究也表明,MSCs分泌的PGE2可诱导巨噬细胞M2型,从而缓解肠道的炎症反应。


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                                 研究思路

研究人员首先利用转基因技术使hP-MSCs 携带 GFP-Fluc 双融合报告基因,并通过生物发光成像技术验证了转染后的hP-MSCs可用于体内移植后的示踪。

随后,研究人员通过体内、外研究发现,新型生物活性材料CS-IGF-1C水凝胶可促进hP-MSCs的增殖,并显著上调hP-MSCs增殖相关基因的表达,具有良好的生物学相容性。

在小鼠结肠炎模型的治疗中,研究人员发现将CS-IGF-1C水凝胶与hP-MSCs共移植于结肠炎小鼠体内可显著抑制肠道组织炎症反应,并维持肠上皮细胞的完整性。

同时研究团队进一步研究发现,CS-IGF-1C水凝胶可促进hP-MSCs中PGE2的分泌,诱导 M2 型巨噬细胞的极化,使得结肠组织中M2型巨噬细胞表达明显增加,并释放大量的抗炎细胞因子IL-10,参与肠道的抗炎反应。


                              3文末小结

综上所述,该项研究成果显示了利用可注射水凝胶包裹hP-MSCs明显抑制结肠炎症反应,有望为临床干细胞治疗IBD提供一种新的策略。

南开大学医学院李宗金教授、南开大学生命科学院赵强教授、新乡医学院郭志坤教授为文章共同通讯作者,天津医科大学曹晓沧、段丽芸为文章并列第一作者。