行业前沿细胞胶囊技术可预防慢性病治疗

导读

细胞微囊化是将目的细胞包裹于一种或几种生物相容性良好且具有半透膜特性的材料内，既可实现免疫隔离、防止大分子免疫物质和免疫细胞攻击，又允许代谢产物、小分子营养物及细胞活性物质自由出入微囊。随着跨学科技术的不断进步，细胞微囊化技术显示出越来越广阔的应用前景，有望用于弥补器官移植的多种局限。同时，随着细胞微囊化技术的日益发展和成熟，其在再生医学方面不断显示出强大的优势，必将推动人工细胞和人工器官领域快速发展。

（照片由RiceUniversity提供）

在全球，每年心脏衰竭患病率达6,万人，其中美国大约万人，而中国也已超过万人。世界各国科学家致力利用干细胞技术治疗慢性病，其中就包括对心脏衰竭的治疗。近期，这项研究取得了突破性技术进展。

RiceUniversity和BaylorCollegeofMedicine的研究人员已经证明，他们开发的具有免疫调节功能的海藻酸盐胶囊平台可植入心包腔内，提高心脏疗效。科研人员已经在大鼠心肌梗死模型中证实，TMTD（三唑-硫代吗啉二氧化物）-海藻酸盐包裹的间充质干细胞（MSC）胶囊可有效改善心室功能以及心室重建。本研究发表于RoyalSocietyofChemistry杂志。

MSC可用于治疗心肌梗死（MI）的依据在于MSC能够释放强效血管生成因子，有丝分裂因子和抗纤维化因子，这些都能促进受损组织的再生。同时，细胞疗法能激活自身免疫反应，导致植入细胞被快速清除，只能实现短期疗效。因此，现在亟需一种技术使细胞存活时间更长，而不是仅仅几天，从而为缺血性心肌疾病提供持续的旁分泌介导MSC治疗。本研究的科研人员发明了海藻酸盐壳核包裹的MSC胶囊，并证实该胶囊在体外持续生成旁分泌因子，随后，在体内证实细胞持久存活，并且在心包腔内定植。这项技术在临床相关的心肌梗死大鼠模型中得到了证实。

该技术的创新之处在于采用了一种有免疫逃逸机制的小分子改性海藻酸盐包裹MSC，该胶囊多孔，营养物质能流入胶囊，支持细胞存活。很多研究提到海藻酸盐是生物医学应用领域以及细胞微囊技术领域里通用的一种水凝胶材料。这种壳核胶囊设计，允许养分渗入，并且能阻断宿主抗体和免疫细胞进入，因此，维持细胞长久存活。

图片来自于nature-Encapsulatethis

该课题组曾开发出一种新型的细胞胶囊用海藻酸盐，具有免疫调节作用，并且在免疫功能正常的啮齿类动物和非人类灵长动物经腹腔注射，证实了其功效。已有的TMTD海藻酸盐MSC研究结果表明，MSC胶囊采用一种生物相容性海藻酸盐聚合物经静电喷涂制得。每1.5mm胶囊含30,个MSC。成型的水凝胶胶囊多孔，养分可通过小孔流入胶囊，保证细胞存活。

细胞疗法的最佳给予途径包括静脉内注射、冠状动脉内注射、直接心肌内注射或腹腔注射。“经过一根导管递送系统，可将胶囊送入体内，这正是我们想象如何将胶囊植入患者体内的方法”Veiseh称。“想象下，你可以通过影像引导技术，采用微创手术将一根导管插入心脏外部位，经该导管注射胶囊。”

参考文献：

1.GhantaRK,Aghlara-FotovatS,PugazenthiA,etal.Immune-modulatoryalginateprotectsmesenchymalstemcellsforsustaineddeliveryofreparativefactorstoischemicmyocardium[publishedonlineaheadofprint,Aug14].BiomaterSci.;10./d0bma.doi:10./d0bma

2.GiuseppeLippi,FabianSanchis-Gomar..Globalepidemiologyandfuturetrendsofheartfailure.AMJ.

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