間充質幹細胞新應用:新型藥物輸送系統,推動下一代治療發展

間充質幹細胞新應用:新型藥物輸送系統,推動下一代治療發展。

時代在不停地發展,醫學技術也在不斷更新,其中包含了藥物治療的發展。早期的藥物治療主要集中在控制症狀以及緩解病人疼痛層面上。最近,藥物治療的注意力逐漸朝著根治性治療層面轉移。毫無疑問,細胞療法是當前研究熱潮之一。

一些研究者在Journal of Controlled Release上發表了一篇綜述[1],這篇綜述介紹了幹細胞片技術作為一種突破性的細胞療法,在心臟、肝臟以及腎臟動物模型組織再生的適應症方面取得了成功的治療效果,其將推動細胞療法作為下一代藥物廣泛向前發展。

隨著人類文明的發展,藥物發展也有著悠久的歷史,當前有著多種多樣的藥物,這些藥物治療性、安全性都有目共睹。但是,許多破壞性強、且當前仍無法治愈的疾病需要一些靶向特異性治療以及後續長期的藥物管理,這也使得生物藥物作為第二代藥物應運而生。而隨著研究者對細胞作用的不斷認識,基於細胞的療法已成為最新一代藥物的候選者。

再生醫學和細胞療法

再生醫學指的是採取幹細胞或細胞因子來修復或替換受損的細胞、組織或器官從而來提高治療,其可用於治療無法治愈或缺乏治療藥物的疾病,如自身免疫性疾病、癌症、組織退化等。再生醫學的出現,使得傳統的藥物發現從症狀控制和疼痛管理轉變為追求根治性治療。其中,基於細胞的療法代表了研究最活躍的藥物前沿。

至今為止,在clinicaltrials.gov網站上已報道了超過1300項使用間充質幹細胞治療的臨床試驗。這些臨床研究分為兩種方法:自體細胞療法和同種異體細胞療法。

雖然間充質幹細胞治療有希望成為新一代治療藥物,不過其在免疫排斥、供體細胞的提供以及無法準確定位目標疾病部位等方面仍存在著一些挑戰。

為了解決這些缺點,定位、移植和濃縮間充質幹細胞的遞送方法是必不可少的。細胞片技術是一種獨特的細胞遞送方法,能夠實現高細胞移植效率和靶向遞送,當前該技術已被廣泛運用於多種人類疾病適應症的臨床試驗及研究中。

細胞片層技術的運用

使用細胞片技術進行心臟再生:研究者將大鼠單層間充質幹細胞片材移植到心肌梗死大鼠模型的瘢痕心肌上,研究發現,移植的幹細胞能夠分泌相應的生長因子促進血管生長以及組織再生,從而使得原先因為心梗變薄的心臟壁逐漸恢復原來形態,直接證實幹細胞片材植入對於心臟功能有著明顯的改善作用。

使用細胞片技術進行肝再生:研究者構建了肝損傷小鼠,將脂肪幹細胞(ASC)懸浮液通過尾靜脈注射到小鼠體內。一週後,研究者未觀察到疾病對照組與移植組的組織學變化存在區別。表明ASC混懸液注射對於緩解肝病無明顯改善。

如果研究者構建兩組小鼠,一組是將肝組織片移植到小鼠血管化皮下袋,另一組是通過肝門靜脈注射肝細胞懸浮液。經過28天的培養,測量移植細胞的活性,發現肝組織片組移植細胞分泌的蛋白濃度明顯高於細胞懸液注射組。此外,在細胞移植後第 120 天可以檢測到移植的肝組織片。研究證實細胞片技術有效地將治療細胞定位到目標組織,對於肝臟再生有著積極作用。這證明採取高保真遞送方法的細胞定位對於肝損傷治療十分重要。

使用細胞片技術進行腎臟再生:研究者構建了大鼠腎纖維化模型,實驗組給予細胞片技術治療,對照組給予靜脈輸注相應的細胞因子治療。經過觀察與比較,發現細胞片可以遞送相應的細胞因子從而改善以及抑制腎纖維化,其效果遠遠好于採用細胞因子治療所取得的效果。

此外,其還構建了腎臟缺血再灌注模型,之後將基質細胞片層直接移植到大鼠腎臟表面,發現移植的細胞片層對於腎臟起到了保護的作用,改善了腎功能不全。

小結

總的來説,細胞片技術作為一種新的細胞治療工具,可以準確地定位到相應的靶組織中發揮作用。細胞片技術代表了細胞療法的突破,將新的細胞治療功能以及理想藥物的靶向功能相結合。雖然當前其還處於臨床實驗剛起步階段,相信,未來隨著技術的不斷成熟,其將推動細胞療法作為下一代藥物廣泛向前發展。

參考文獻:

[1] Kim K, Bou-Ghannam S, Kameishi S, Oka M, Grainger DW, Okano T. Allogeneic mesenchymal stem cell sheet therapy: A new frontier in drug delivery systems. J Control Release. 2021 Feb 10;330:696-704.

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