近日,一项刊登于国际期刊《NatCommun自然通讯》杂志上的研究报告中,研究人员通过研究开发了一种新型人工合成干细胞(syntheticstemcells)用于治疗心肌梗死。人工合成干细胞可耐受快速冻融,这一特性和理念可广泛应用于其他类型的干细胞。
多项研究表明,干细胞治疗主要通过旁分泌机制(释放蛋白质和核酸等)修复损伤组织。任职于北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学教堂山分校的本文通讯作者程柯KeCheng教授,一直致力于心脏干细胞的研究。这次,Cheng教授位于北卡的实验室,研发出具备心脏干细胞分泌因子和细胞膜的人工合成干细胞,并命名为细胞模拟微粒。
Cheng说,“我们的设计思路是从天然心脏干细胞中提取分泌因子,再和生物可降解微粒融合形成颗粒,最后包被心脏干细胞的细胞膜。我们称这种能模拟细胞治疗功能的微球为细胞模拟微粒CMMP。”
体外研究实验证明,CMMP和心脏干细胞均可促进新生乳鼠心肌细胞的生长和搏动性。研究人员在小鼠的急性心肌梗死模型上检测CMMP的治疗功能时发现,CMMP具备和天然心脏干细胞相似的心脏修复作用。
Cheng介绍到,“人工合成的干细胞更像是灭活的病毒载体。其细胞膜可促使人工合成干细胞和心肌组织结合,进而释放旁分泌因子修复损伤心肌,但又可以最大程度的不诱发免疫排斥反应。”
相较于天然提取和扩增的干细胞,合成干细胞具备稳定性和快速冻融的耐受性。并且合成干细胞不需要从患者自身组织中临时提取,制备过程除了适用于心脏干细胞外,同样适用于其他类型的干细胞。
推荐阅读原文:
Therapeuticmicroparticlesfunctionalizedwithbiomimeticcardiacstemcellmembranesandsecretome
DOI.10./NCOMMS
Stemcelltherapyrepresentsapromisingstrategyinregenerativemedicine.However,cellsneedtobecarefullypreservedandprocessedbeforeusage.Inaddition,celltransplantationcarriesimmunogenicityand/ortumourigenicityrisks.Mountinglinesofevidencesindicatethatstemcellsexerttheirbeneficialeffectsmainlythroughsecretion(ofregenerativefactors)andmembrane-basedcell–cellinteractionwiththeinjuredcells.Here,wefabricateasyntheticcell-mimickingmicroparticle(CMMP)thatrecapitulatesstemcellfunctionsintissuerepair.CMMPscarrysimilarsecretedproteinsandmembranesasgenuinecardiacstemcellsdo.Inamousemodelofmyocardialinfarction,injectionofCMMPsleadstothepreservationofviablemyocardiumandaugmentationofcardiacfunctionssimilartocardiacstemcelltherapy.CMMPs(derivedfromhumancells)donotstimulateT-cellinfiltrationinimmuno-