以下文章來源於新幹細胞者說（公眾號）

近期，一篇發表在JCR《Adipose-derived stem cell-based anti-inflammatory paracrine factor regulation for the treatment of inflammatory bowel disease》引起廣泛專注，這或許給幹細胞免疫調節能力给予了更明確的方向。

雜誌簡介：Journal of Controlled Release，簡稱J Control Release、JCR，創刊於1984年9月，是國際控釋協會(Controlled Release Society, CRS)的官方期刊。該期刊為化學、 跨學科領域的科研人員给予了一個高影響力的論壇，使該領域的科研人員、從業人員和學生能夠接觸到尖端的經驗性調查分析、學術對話以及行業科研成果的最新开展。該雜誌顺利获得收錄高質量的原創論文和評論論文，促進該領域的應用與开展，以提高研究的質量和實用性。

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摘要

幹細胞療法因其免疫調節特性而為治療炎症性疾病给予了有前景的治療手段。然而，它們在炎症組織中的生存和療效仍然存在挑戰。近期，韓國加圖立大學（The Catholic University of Korea）生物技術系研究團隊引入了一種新方法，顺利获得工程化脂肪源性幹細胞（ADSCs）提高其在炎症環境中的存活率，並促進旁分泌因子的分泌，以治療炎症性腸病（IBD）。該方法的研究途徑是將合成的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸肽-聚乙二醇-二氫卟吩e6偶聯物（RPC）與ADSCs偶聯，得到RPC標記的ADSCs（ARPC）。再利用RGD整合素相互作用來屏蔽幹細胞，並使用二氫卟吩e6進行可視化和跟蹤。ARPC在光照下表現出增強的存活率和旁分泌因子的分泌，調節炎症微環境。RNA測序分析揭示了有利於血管生成、DNA修復和外泌體分泌，同時下調炎症途徑。在急性和慢性IBD的體內模型中，ARPC治療導致炎症減少，結腸結構得以保留，調節性T細胞數量增加，突顯了其治療潛力。ARPC選擇性地定位於炎症部位，證明了其靶向作用。總體而言，ARPC有望顺利获得調節免疫反應和創造抗炎微環境，成為炎症性疾病（如IBD）的有效和安全的治療策略。

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研究背景

幹細胞具有獨特的屬性，包括自我更新能力和多譜系分化潛力，使其成為組織再生和修復的寶貴工具。由於其治療潛力，廣泛的研究集中在來自骨髓和脂肪組織等各種來源的間充質幹細胞（MSCs）上。據報道，幹細胞具有抗炎和免疫調節活性，抑制T細胞增殖，削弱T細胞功能，並將M1巨噬細胞重新編程為M2表型。根據炎症信號的存在與否，幹細胞對免疫細胞的反應不同。當面臨炎症時，它們表現出抗炎行為，但當炎症不存在時，它們仍保持促炎特性。幹細胞的這些治療作用在很大程度上取決於它們的旁分泌作用，如釋放細胞因子、生長因子、趨化因子或來源於其親本細胞特性的外泌體。這些幹細胞衍生物、條件培養基或細胞外囊泡遷移到炎症部位，並顺利获得細胞內通訊改變靶細胞的活性和功能，在炎症中起着至關重要的。許多研究表明，這些衍生物對各種免疫細胞，包括樹突狀細胞、T細胞、B細胞和巨噬細胞具有免疫抑制作用，表明它們在炎症性疾病中起着廣泛的作用。

儘管幹細胞療法在治療炎症性疾病方面具有巨大的潛力，但仍有一些挑戰和局限性需要解決。臨床應用的一個主要局限性是，在炎症組織中施用幹細胞會抑制旁分泌因子的產生並促進細胞功能障礙。此外，炎症環境嚴重阻礙了移植幹細胞的長期存活和有效性。顺利获得單獨施用幹細胞來實現顯著的治療效果是具有挑戰性的，需要改進細胞來源，規範細胞製備和遞送方法，確定最佳給藥方案，並解決長期安全問題。

化學偶聯物RPC的製備與表徵

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研究目的

本研究旨在提高脂肪來源幹細胞（ADSCs）在炎症微環境中分泌具有治療炎症性疾病潛力的旁分泌因子。為了實現這一目標，研究者合成了一種綴合物，包含RGD肽和能夠刺激幹細胞的光敏劑（Chlorin e6，Ce6），RGD肽可改善炎症條件下的幹細胞存活率。為了增強Ce6的親水性，再將其與聚乙二醇（PEG）顺利获得碳二亞胺偶聯將馬來酰亞胺（MAL）引入純化的PEG-Ce6（PC）中，形成MAL-PEG-Ce6（MPC），將MPC與RGD的巰基結合合成共軛物RGD-Mal-PEG-Ce6（RPC）。RPC的紫外-可見吸收光譜在200 nm、400 nm和670 nm，顯示出增強的光響應ROS生成能力，證實了RPC可作為ROS的潛力激光照射下的發生器。

探索外部介質（RGD肽和ROS）對ADSCs旁分泌因子的影響

為了評估外泌體的濃度，研究者使用BCA蛋白測定法，並在0.5 J/cm2激光照射的ARPC（ARPC（+））組中檢測到外泌體蛋白的最高濃度。接下來，使用外泌體免疫染色方法，分析外泌體中特異性蛋白CD9和CD63等表面標誌物的表達，確認外泌體的存在。此外，在ARPC（+）中檢測到的大多數外泌體具有相同的趨勢：使用ELISA對比單獨用RGD處理的ADSCs、無激光照射的ARPC（ARPC（−））和有激光照射的ARPC（ARBC（+））中的細胞生長因子濃度。ARPC（+）顯著增加了Ang-2、FGF、VEGF、HGF的水平，從而提高幹細胞侵襲能力，刺激幹細胞細胞生長或促進血管生成。

RNA測序分析

研究者使用基因本體將14523個基因分為8個簇（GO）分析：血管生成、炎症反應、細胞死亡、免疫反應、細胞周期、DNA修復、外泌體和旁分泌因子，值得注意的是，在ARPC（+）治療組中，與血管生成、細胞周期、DNA相關的基因顯著增加。

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研究結果

結果顯示，與未處理的ADSCs相比，ARPC（+）中與血管生成相關的生物途徑上調。如JAK-STAT（抗凋亡作用）、NF-kB（免疫調節、凋亡、細胞生長作用）、PI3K-Akt（細胞周期調節）和VEGF（血管生成）信號通路增加。相反，與p53、Th17細胞分化和TNF信號傳導等免疫激活因子分泌相關的途徑似乎有所減少。

急性IBD模型中ARPC（+）的體內治療作用

與所有動物相比，ARPC（+）治療對DSS誘導的體重減輕具有保護作用。PBS組顯示體重減輕2.1%。相比之下，ARPC（+）治療使其體重增加19.5%。此外，ARPC（+）治療有效地預防了DSS誘導的結腸縮短，結腸長度測量顯示：與PBS處理組（5.65cm）相比，用ARPC（+）治療的小鼠結腸長度更長（7.28cm）。脾臟重量也顯示出類似的趨勢。在ARPC（+）組中觀察到有效緩解脾臟腫脹，可能與免疫相應有關。ARPC（+）治療組檢測到結腸組織中促炎細胞因子（IL-17、IL-1β、IL-6和TNF-α）顯著降低。

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研究結論

本研究介紹了一種開創性的分子修飾策略：結合脂肪幹細胞（ADSCs）中的光響應激活機制，為未來给予了一條有前景的途徑治療性干預。精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸的融合（RGD）肽與二氫卟吩e6（Ce6）形成RPC化合物，能夠特異性結合ADSCs上的整合素受體，顺利获得整合素介導的內吞作用促進光反應激活。這個激活機制增強ADSC行為和旁分泌活性，正如細胞因子分泌譜的改變和改善所證明的那樣實驗性炎症性腸病（IBD）模型中的細胞存活率。整合整合素靶向分子修飾和光響應激活標誌着基於幹細胞的治療方法的重大飛躍，為各種炎症狀況给予了定製治療。然而，對長期安全性進行徹底評估，可擴展性和臨床翻譯勢在必行，同時探索IBD之外的更廣泛應用和各種藥物的療效驗證臨床前模型。這項研究代表了重塑基於幹細胞的炎症治療格局疾病，為精準驅動的治療方式鋪平道路正在進行的臨床實施研究。

參考文獻

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