快來(lái)圍觀:干細(xì)胞技術(shù)“熄火”關(guān)節(jié)炎癥

閱讀次數(shù)：648 發(fā)布時(shí)間：2017/5/2 9:47:07

恒遠(yuǎn)生物報(bào)道：當(dāng)看到組織內(nèi)的細(xì)胞們迅速釋放TNF-α，消滅炎癥時(shí)，我們相信這種基因改造策略也可以工作于其他反饋依賴型系統(tǒng)。例如糖尿病，我們很有可能制造出能感知葡萄糖并激活胰島素的干細(xì)胞，利用多能干細(xì)胞（pluripotent stem cell）的強(qiáng)大分化能力，和CRISPR的刪除和插入技術(shù)，類似的策略能治療許多疾病。”

利用新的基因編輯技術(shù)，研究人員重新組裝了老鼠干細(xì)胞，讓它們與關(guān)節(jié)炎和其他慢性疾病炎癥對(duì)抗，這種經(jīng)改造后的干細(xì)胞被稱為“自發(fā)型再生治療改良干細(xì)胞（Stem cells Modified for Autonomous Regenerative Therapy ，SMART cell）”，能發(fā)育為軟骨細(xì)胞并生產(chǎn)抗炎生物藥物，在理想情況下，SMART細(xì)胞將使關(guān)節(jié)炎患者煥發(fā)新生，保護(hù)關(guān)節(jié)和其他組織免受慢性炎癥損傷。

圣路易斯華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院與Shriners兒童醫(yī)院、杜克大學(xué)、Cytex Therapeutics公司的研究人員合作，開發(fā)了這種細(xì)胞。研究者們首先將小鼠尾部皮膚細(xì)胞誘導(dǎo)為干細(xì)胞，然后使用CRISPR基因編輯手段，將炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵基因替換成釋放生物藥物的抗炎基因。4月27日該研究成果現(xiàn)已經(jīng)被發(fā)表在《Cell》子刊《Stem Cell Reports》。

“我們的目標(biāo)是重新包裝干細(xì)胞，使其成為關(guān)節(jié)炎的治療疫苗，在機(jī)體需要時(shí)，釋放抗炎類生物素，”圣路易斯華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的矯形外科教授、本文通訊作者Farshid Guilak說(shuō)。“要做到這一點(diǎn)，我們需要?jiǎng)?chuàng)造一種智能細(xì)胞”

現(xiàn)在市面上有許多關(guān)節(jié)炎藥物——包括依那西普（Enbrel），修美樂(lè)（Humira），類克（Remicade）等，這些藥物主要攻擊一種被稱為TNF-α腫瘤壞死因子的炎癥促進(jìn)分子。這些藥物的問(wèn)題在于針對(duì)性不強(qiáng)，會(huì)干擾全身的免疫系統(tǒng)，引發(fā)患者產(chǎn)生容易感染等副作用。

“我們要用我們的基因編輯技術(shù)開發(fā)一種只針對(duì)關(guān)節(jié)的治療藥物，達(dá)到不影響其他機(jī)體炎癥反應(yīng)的目的，”Guilak說(shuō)。“如果工程細(xì)胞只在局部范圍內(nèi)工作，并且是在有炎癥信號(hào)釋放時(shí)才進(jìn)行炎癥封閉的話，這一戰(zhàn)略就是可行的。”

作為研究的一部分，Guilak和他的同事將老鼠干細(xì)胞培養(yǎng)在試管中，然后利用CRISPR技術(shù)將炎癥傳遞劑替換為TNF-α抑制劑。“利用合成生物學(xué)工具，我們發(fā)現(xiàn)我們可以重編程干細(xì)胞的炎癥反應(yīng)程序，”本文第一作者、加州大學(xué)舊金山研究所的博后研究員Jonathan Brunger博士說(shuō)。

培養(yǎng)幾天后，研究人員誘導(dǎo)修飾好的干細(xì)胞發(fā)育成軟骨細(xì)胞，并組裝成軟骨組織。進(jìn)一步的研究表明，該軟骨組織能夠免受炎癥侵襲。“我們將原本的細(xì)胞炎癥通路改道成了生產(chǎn)保護(hù)性藥物的通路，”Brunger說(shuō)。

為了便于觀察，研究人員還將一段“遇炎癥即變色”的程序?qū)懭肓擞筛杉?xì)胞形成的軟骨細(xì)胞。最近，Guilak團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開始在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等炎癥疾病小鼠模型上開展SMART細(xì)胞抗炎功能實(shí)驗(yàn)。如果SMART能在動(dòng)物模型上重現(xiàn)它的功能，便可進(jìn)而發(fā)展成臨床治療手段。自發(fā)地、智能地釋放TNF-α抑制劑，在特定的區(qū)域保護(hù)人工合成的軟骨細(xì)胞和天然軟骨細(xì)胞。

Guilak 解釋道：“當(dāng)看到細(xì)胞們迅速釋放TNF-α，消滅炎癥作用時(shí)，我們相信這種基因改造策略也可以工作于其他反饋依賴型系統(tǒng)。例如糖尿病，我們很有可能制造出能感知葡萄糖并激活胰島素的干細(xì)胞，利用多能干細(xì)胞（pluripotent stem cell）的強(qiáng)大分化能力，和CRISPR的刪除和插入技術(shù)，類似的策略能治療許多疾病。”

著眼于該方法的進(jìn)一步應(yīng)用，Brunger補(bǔ)充說(shuō)，“用Smart干細(xì)胞構(gòu)建有活力的、能響應(yīng)周圍環(huán)境的生命組織，讓再生醫(yī)學(xué)研究往前更進(jìn)一步。”這篇文章為我們廣大科學(xué)工作者們提示了一個(gè)新的研究思路。上海恒遠(yuǎn)生物多年專業(yè)酶免服務(wù)，為國(guó)內(nèi)最專業(yè)的ELISA試劑盒供應(yīng)商之一，質(zhì)量保證，價(jià)格低，是國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及國(guó)內(nèi)各大院校長(zhǎng)期指定供應(yīng)商，本公司實(shí)驗(yàn)室可免費(fèi)提供代測(cè)服務(wù)，期待您的來(lái)電！