文献解读|IF = 29.4！Elabscience®流式抗体助力干细胞治疗研究
Source: Elabscience®Published: 2024-02-07
导读
间充质干细胞（MSCs）疗法近年取得突破性临床进展，尤其对阿尔茨海默症（AD）等神经退行性疾病治疗具有极好的应用前景，但细胞归巢效率不足仍是疗效不佳的关键问题。
近日，中国药科大学药学院丁杨、张华清、周建平团队在国际权威期刊Advanced Materials（IF = 29.4）在线发表了最新研究成果：A Nanodisc-Paved Biobridge Facilitates Stem Cell Membrane Fusogenicity for Intracerebral Shuttling and Bystander Effects。该团队针对当前干细胞归巢效率低的难题，受内源活性微粒盘状高密度脂蛋白（HDL）生物合成和生理功能启发，开发仿生高效膜修饰技术，构建膜杂化间充质干细胞传递系统，实现干细胞高效中枢定向转运、长效存活和旁观者效应等神经修复治疗优势。
01基本信息
英文标题
A Nanodisc-Paved Biobridge Facilitates Stem Cell Membrane Fusogenicity for Intracerebral Shuttling and Bystander Effects（点击查看原文）
中文标题
基于盘状纳米粒的仿生膜修饰技术，实现干细胞中枢转运和神经修复治疗
发表期刊
Advanced Materials
影响因子
29.4
第一作者单位
中国药科大学
通讯作者单位
中国药科大学
使用Elabscience®的产品
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产品货号 |
检测靶标 |
应用 |
种属 |
检测样本 |
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E-AB-F1143D |
human CD34 |
流式细胞术实验 |
人 |
间充质干细胞 |
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E-AB-F1100D |
human CD44 |
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E-AB-F1137C |
human CD45 |
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E-AB-F1130D |
Human HLA-A,B,C |
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E-AB-F1111C |
Human HLA-DR |
02研究摘要
MSC疗法取得了快速的临床进展，但目前仍受到低效病灶特异性迁移的阻碍。为此，本研究报道了一种基于内源活性微粒盘状HDL的活细胞仿生膜修饰组件，通过脂筏介导膜融合，将靶向配体修饰在膜表面。基于AD炎性内皮表面的关键病理线索血管细胞粘附分子1（VCAM-1），构建VCAM-1特异性配体与载脂蛋白模拟肽的4F-VBP融合肽，并组装成4F-VBP (HDL)，经脂筏介导的膜融合作用将VBP转移到活细胞膜上，用于MSCs膜工程修饰。与传统磷脂介导的膜修饰策略相比，4F-VBP (HDL)的修饰效率提高了3.86倍。所获得的MSCs4F–VBP (HDL)，可以识别并粘附在炎性内皮上，从而有效地穿越血脑屏障并在脑内蓄积。转录组学分析显示，在AD转基因模型小鼠中，入脑的MSCs4F–VBP (HDL)可通过激活神经系统发育及神经炎症抑制等相关信号通路，实现AD脑内神经重塑。
综上所述，本研究设计的仿生膜修饰技术具有高效、稳定、温和等优势，为开发个性化活细胞药物输送平台提供了新思路和新方案。
03研究发现与创新
本研究针对干细胞归巢效率低的问题，受HDL结构与功能特性的启发，开发了一种仿生高效膜修饰技术，通过构建病理线索导向的膜杂化间充质干细胞传递系统，实现干细胞高效中枢定向转运、长效存活和旁观者效应等神经修复治疗优势。
04实验结果展示
图1. 4F (HDL)通过脂筏介导高效稳定的膜修饰
采用表面等离子体共振分析测定脂质膜结合亲和力。结果表明，含有盘状4F (HDL)具有“类抗体”水平的脂质膜亲和力，进而可以高效结合并均匀分布在MSC细胞膜表面。
图2. MSCs4F-VBP (HDL)在体脑靶向性评价
基于AD炎症脑微血管内皮表面高表达VCAM-1的病理特征，本研究组装了4F-VBP (HDL)，并构建了具有强效炎性内皮亲和靶向的MSCs4F-VBP (HDL)。该MSCs4F-VBP (HDL)在AD模型小鼠体内表现出较高的血脑屏障（BBB）穿透效率、病灶定向迁移和相对长期的脑内生存特性，表明其持续的治疗潜力。
图3. MSC4F-VBP (HDL)治疗AD小鼠的疗效及机制
经过4个月治疗后，MSC4F-VBP (HDL)改善了AD小鼠的认知功能下降，恢复了脑内神经元活力和小胶质细胞对Aβ的吞噬。进一步通过转录组测序分析并阐明其治疗机制，共筛选得到621个差异表达基因（DEGs），其中320个上调DEGs与神经元功能相关，69个关键DEGs参与AD、神经系统功能、细胞存活和神经炎症相关的信号通路。
05研究结论
综上所述，本研究开发了一种4F (HDL)介导的膜融合策略，具有高效温和的优势，并将其用于制备膜工程化MSCs，以实现MSCs中枢定向转运和脑内旁观者效应用于AD治疗。此外，基于标准化的流程，该策略可以发展为一个可定制的细胞工程平台，通过简易的调节靶向元件更换，以满足干细胞治疗中不同患者或疾病的特定需求。
