近日，我校太行學(xué)者、河南省醫(yī)用組織再生重點實驗室特聘教授李宗金團(tuán)隊在生物醫(yī)學(xué)1區(qū)雜志《Theranostics》(2019 IF: 8.579)上發(fā)表題為“IGF-1C hydrogel improves the therapeutic effects of MSCs on Colitis in mice through PGE2-mediated M2 mscrophage polarization”論文。本研究利用新型生物活性材料殼聚糖-胰島素樣生長因子-1C (CS-IGF-1C)水凝膠與人胎盤來源的間充質(zhì)干細(xì)胞 (hP-MSCs) 結(jié)合，應(yīng)用于小鼠結(jié)腸炎模型治療。研究結(jié)果表明CS-IGF-1C 水凝膠顯著增強(qiáng)了hP-MSCs的體內(nèi)駐留時間，促進(jìn)hP-MSCs分泌PGE2，誘導(dǎo)M2型巨噬細(xì)胞極化，釋放抗炎因子IL-10，改善腸道炎癥反應(yīng)。
炎癥性腸病 (inflammatory bowel disease, IBD) 是一種病因尚不清楚的慢性非特異性腸道炎癥性疾病，包括克羅恩病和潰瘍性結(jié)腸炎，是胃腸道中除惡變外最嚴(yán)重的疾病之一。IBD的發(fā)生可能與感染、免疫、遺傳、精神、環(huán)境等多種因素有關(guān)。目前IBD的治療原則取決于病變范圍和病變程度，以藥物治療為主。臨床上針對IBD的治療藥物眾多，但遠(yuǎn)期治療效果均不理想，并且傳統(tǒng)的IBD治療方法會導(dǎo)致多種嚴(yán)重的副作用，故臨床急需一種有效的IBD替代療法。
間充質(zhì)干細(xì)胞 (mesenchymal stem cells, MSCs) 具有抗炎和免疫調(diào)節(jié)特性，可成為IBD治療中的一種潛在的新型治療方法。然而，移植后的MSCs在體內(nèi)的低滯留時間限制了MSCs在 IBD 治療中的應(yīng)用。
胃腸道內(nèi)駐留大量的巨噬細(xì)胞，在維持腸道穩(wěn)態(tài)和腸道生理中起著關(guān)鍵作用，也是保護(hù)性免疫的重要組成部分。M1巨噬細(xì)胞可釋放炎性細(xì)胞因子誘導(dǎo)炎癥反應(yīng)。 M2型巨噬細(xì)胞能夠大量合成并釋放抗炎細(xì)胞因子IL-10發(fā)揮抗炎作用。巨噬細(xì)胞是一種可塑性細(xì)胞，可從一種表型轉(zhuǎn)換到另外一種表型。前列腺素E2 (Prostaglandin E2, PGE2)，是類脂激素樣信號分子，一種重要的調(diào)節(jié)因子，在機(jī)體炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要的作用。研究表明，PGE2可促進(jìn)巨噬細(xì)胞由MI型轉(zhuǎn)化為M2型，MSCs的相關(guān)研究也表明，MSCs分泌的PGE2可誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞M2型，從而緩解腸道的炎癥反應(yīng)。
在此項研究中，研究人員首先利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)使hP-MSCs 攜帶 GFP-Fluc 雙融合報告基因，并通過生物發(fā)光成像技術(shù)驗證了轉(zhuǎn)染后的hP-MSCs可用于體內(nèi)移植后的示蹤。隨后，研究人員通過體內(nèi)、外研究發(fā)現(xiàn)，新型生物活性材料CS-IGF-1C水凝膠可促進(jìn)hP-MSCs的增殖，并顯著上調(diào)hP-MSCs增殖相關(guān)基因的表達(dá)，具有良好的生物學(xué)相容性。在小鼠結(jié)腸炎模型的治療中，研究人員發(fā)現(xiàn)將CS-IGF-1C水凝膠與hP-MSCs共移植于結(jié)腸炎小鼠體內(nèi)可顯著抑制腸道組織炎癥反應(yīng)，并維持腸上皮細(xì)胞的完整性。同時研究團(tuán)隊進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，CS-IGF-1C水凝膠可促進(jìn)hP-MSCs中PGE2的分泌，誘導(dǎo) M2 型巨噬細(xì)胞的極化，使得結(jié)腸組織中M2型巨噬細(xì)胞表達(dá)明顯增加，并釋放大量的抗炎細(xì)胞因子IL-10，參與腸道的抗炎反應(yīng)。該項研究成果顯示了利用可注射水凝膠包裹hP-MSCs明顯抑制結(jié)腸炎癥反應(yīng)，有望為臨床干細(xì)胞治療IBD提供一種新的策略。
李宗金教授、趙強(qiáng)教授、郭志坤教授為文章共同通訊作者，曹曉滄、段麗蕓為文章并列第一作者。
參考文獻(xiàn)：
Cao X, Duan L, Hou H, Liu Y, Chen S, Zhang S, Liu Y, Wang C, Qi X, Liu N, Han Z, Zhang D, Han Z-C, Guo Z, Zhao Q and Li Z. IGF-1C Hydrogel Improves the Therapeutic Effects of MSCs for Colitis in Mice through PGE2 Mediated M2 Macrophage Polarization.Theranostics. 2020; 10(17): 7697-7709.
原文連接: https://www.thno.org/v10p7697.htm
