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    间充质干细胞,针对“僵硬”肿瘤的生物物理大杀器

    点击次数:648 发布时间:2018-01-17

    癌症是范围内公共卫生面临的重大问题,造成了大量的死亡。抗癌是全的共同目标,科学家们为之奋斗了很多年,然而当前临床治疗仍困难重重。近年来,间充质干细胞为癌症治疗提供了一个崭新的思路。

    本年8月,美国加州大学欧文分校的研究人员在《Science Translational Medicine》期刊上发表了一项重磅研究,采用能感知机械力变化的间充质干细胞来输送药物,从而杀伤转移的癌细胞。这为间充质干细胞作为抗癌利器再次奠定了科学基础。

    尽管经过了几十年的努力,癌转移的治疗进展仍然十分微小。在这项研究中,加利福尼亚大学的科研人员利用间充质干细胞感知外界压力的能力,向小鼠体内输送抗癌药物,减少了药物对非肿瘤组织的损害。

    本文作者介绍道,硬度被用作生物标志物已有多年,如果靶向硬度,那么癌症将难以产生抗药性;此外,生物物理线索在癌症发展中起作用;并且干细胞能感知环境的僵硬程度并改变自身行为

    利用机械环境在癌转移中的核心作用,他们开发出了一种机械性应答细胞系统(MRCS),通过靶向肿瘤生态位中特定的生物物理线索来选择性地识别和治疗癌转移,并利用干细胞感知硬度的特性来开发癌症靶向疗法。

     尽管经过了几十年的努力,癌转移的治疗进展仍然十分微小。在这项研究中,加利福尼亚大学的科研人员利用间充质干细胞感知外界压力的能力,向小鼠体内输送抗癌药物,减少了药物对非肿瘤组织的损害。

     利用机械环境在癌转移中的作用,他们开发出了一种机械性应答细胞系统(MRCS),通过靶向肿瘤生态位中特定的生物物理线索来选择性地识别和治疗癌转移,并利用干细胞感知硬度的特性来开发癌症靶向疗法。

     该研究团队对间充质干细胞进行了基因工程改造——植入了启动子。当细胞感受外界压力时该启动子激活,将抗癌药物5-氟胞嘧啶转化成活性状态。随后,他们将这些间充质干细胞注射到乳腺肿瘤已转移至肺部的小鼠体内,次日开始向这些小鼠体内注射5-氟胞嘧啶,治疗持续了7天。

     结果发现,试验小鼠的治疗效果与对照组相似(对照组接受同种治疗,并且干细胞能够不断表达胞嘧啶脱氧酶基因,但干细胞未经过基因工程改造),但两者之间存在一个重要的区别——细胞持续产生的酶会导致小鼠肺组织损伤,而注射经改造的间充质干细胞的小鼠则未出现这种现象,这意味着经基因工程改造的间充质干细胞能够定位肿瘤并且不伤害健康组织。

    到目前为止,该研究团队已经进行了临床前动物试验,证明了该疗法有效且安全,他们希望在不久的将来在人类中开展研究。针对这项技术,他们还申请了,并计划推向商业化。

     同时科学家们对这一技术给予了高度的评价。伦敦大学学院的癌症研究人员Celine Denais认为,靶向硬度的技术或许在非常早期的癌症检测中也有潜力。美国维克森陵大学癌症研究专家Frank Marini说,以硬度为靶标的技术在癌症之外的其他疾病治疗中可能更加有潜力,例如作为纤维化的诊断工具。

     间充质干细胞在抗癌领域已被研究多年,并且被认为在癌症靶向治疗中十分具有前景。间充质干细胞与生俱来地倾向于向恶性位点迁移,这些特性使得它们能够有效传递抗肿瘤药物,也被认为是癌症靶向治疗的优良载体。今年7月份,来自布莱根妇女医院及哈佛干细胞研究所的科研人员设计了以间充质干细胞为载体的溶瘤性单纯疱疹病毒(oHSV),能专门杀死癌细胞而不影响正常细胞,这种方法不仅清除了小鼠模型中转移至大脑的皮肤肿瘤细胞,还延长了生存期。

     截止8月初,在Clinicaltrials.gov上登记注册的、与间充质干细胞相关的癌症研究涉及多个种类,包括卵巢癌、前列腺癌、头颈癌、直肠癌、血液恶性肿瘤等。随着研究的深入,相信未来间充质干细胞在抗癌领域会有更多的突出成果。

     在细胞治疗中,间充质干细胞作为生物治疗载体具有以下几个优点:

    免疫沉默、肿瘤趋向性、易于快速分离、体外扩增、具有多向分化以及输送治疗剂的能力。

    一些研究曾表明,肿瘤微环境为间充质干细胞的归巢和生存提供了有利的生态位。

     重要的是,间充质干细胞与生俱来地倾向于向恶性位点迁移,这些特性使得它们能够有效传递抗肿瘤药物。新药传递系统的识别是癌症治疗的重要组成部分,虽然近年来出现了大量的策略,但还未取得显著的效果。间充质干细胞在这方面很有前途,也有望成为肿瘤靶向治疗的优良载体。

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