新策略 将纳米技术用于干细胞治疗肢体缺血

新策略 将纳米技术用于干细胞治疗肢体缺血

原创：武汉协和医院血管外科 德富、Lyu（吕平）等

纳米刺激物激活受损的组织自愈

外周动脉疾病和组织损伤会减少到达受影响肌肉的氧气量。由于需要新的血管将更多的氧气带入受损的组织，因此这种缺血难以治疗。已证明源自脂肪组织的干细胞可以分泌刺激血管生成和平息附近炎症的物质。但是，当将这些干细胞简单地注射到活体动物体内时，这种作用不会持续很长时间，干细胞将停止产生介导新血管形成的所谓旁分泌因子。

现在，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员已经能够将肿瘤坏死因子α (TNFα)直接附着在干细胞上，这种复合物可以促使干细胞产生旁分泌因子。该团队依靠脂质体纳米颗粒来固定TNFα分子，使它们能够与干细胞结合，并利用它们产生促进血管生长的化合物。

该研究发表在ACS Nano杂志，在伊利诺伊大学的新闻发布会上，该研究的合著者马尼·博普帕特（Marni Boppart）表示：干细胞对组织再生的主要好处不一定是细胞能够替代失去的组织，而是能够释放有助于该过程的有益生长因子和细胞因子。纳米刺激物使细胞释放有益因子的时间比原本更长。这提供了显着的优势，尤其是在将细胞移植到受伤、患病或老化的组织中时。

这些新修饰的干细胞已经在腿部缺血的老鼠身上进行了试验，与对照组相比，它们的血流量改善了，含氧量也提高了。这些老鼠也能够更快地恢复健康的步态，并且能够走更远的距离。

领导这项最新研究的科学家Hyunjoon Kong补充说：我们认为这种方法比需要化学预处理的方法更好。化学预处理会影响干细胞的存活能力，需要24小时或更长时间的培养，而且有有限的时间效应。我们的想法是在手术室收集脂肪组织，分离干细胞，混合纳米刺激物，再将它们注入病人体内——所有这些都是在一个过程中完成的。

将炎症调控纳米刺激物系留于干细胞表面用于缺血肌肉修复

在过去的十年里，干细胞移植已经成为治疗外周动脉疾病的一个很有前途的方法。干细胞作为旁分泌因子的活生物反应器，协调组织再生。预刺激脂肪来源干细胞(ADSCs)被认为是潜在的候选细胞，但在临床应用中激活其分泌活性面临挑战。在这里，我们提出将ADSC表面与释放肿瘤坏死因子α(TNFα)的纳米颗粒(nanostimulator)系留在一起，可以在原位刺激细胞分泌活动。我们通过将十八烷基胺接植的透明质酸络合到TNFα的脂质体载体上来检验这一假设。透明质酸增加了脂质体的稳定性和与ADSC表面CD44的关联。与这些TNFα载体拴在一起的ADSCs展现出促血管内皮生长因子和免疫调节性前列腺素E2 (PGE2)的分泌上调，而抗血管生成的色素上皮来源因子的分泌减少。因此，与未处理的ADSCs相比，系留纳米刺激物的ADSCs可促进3D微血管芯片中的血管形成，增强缺血小鼠下肢灌注、行走和肌肉质量的恢复。我们认为，这种用于原位刺激干细胞的表面系留策略将取代昂贵而繁琐的预处理过程，并加快干细胞的临床应用，以改善各种损伤和疾病的治疗。