PNAS:脂肪干细胞也可以用于抗癌

来源:PANS 2016年12月03日

研究团队将脂肪干细胞转化为具有肿瘤趋向性及杀伤力的抗癌斗士,在小鼠身上能很好控制多形性成胶质细胞瘤的生长,抑制其转移,具有较大的临床转化前景。

近日,来自斯坦福大学的研究人员采用阳离子纳米颗粒负载DNA成功转染脂肪干细胞,研究团队将脂肪干细胞转化为具有肿瘤趋向性及杀伤力的抗癌斗士,在小鼠身上能很好控制多形性成胶质细胞瘤的生长,抑制其转移,具有较大的临床转化前景。

多形性成胶质细胞瘤(GBM)是最常见、恶性程度最高的脑瘤,死亡率极高。目前临床使用的传统治疗方式为手术切除病灶部位,同时辅以化疗及放疗,然而这种疗法无法彻底消除肿瘤的微小转移灶,往往会导致肿瘤复发。研究人员常采用的直接瘤内注射病毒携载的基因进行基因治疗的方法往往也无法触及转移灶,效果欠佳。

而人体干细胞作为药物载体输送药物进行肿瘤治疗已经展现出一定的潜力,常用的干细胞有神经干细胞和间充质干细胞,虽然这两种细胞都具有自动向肿瘤迁移的能力,但是二者涉及伦理问题且来源有限,相对难以推广。为了解决这个问题,来自斯坦福大学的Yang Fan课题组从脂肪组织分离出了脂肪干细胞,通过高分子纳米颗粒向胞内输送肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)的质粒DNA,让脂肪干细胞高表达TRAIL,从而可以与肿瘤细胞表面的死亡受体结合,诱导肿瘤细胞凋亡,成功控制了小鼠体内GBM的生长,相关成果于近日在线发表在《美国科学院院刊》上。

由于脂肪干细胞在人体内相对比较丰富、获取容易,因此他们选择改造脂肪干细胞。为了让更多的细脂肪干细胞表达更高的TRAIL,他们选择了氨基修饰的聚氨基酯(aPBAEs)进行TRAIL质粒DNA的包载,因为实验室早期研究证明aPBAEs可以显著提高转染效率,他们的实验结果也表明aPBAEs可以很安全地转染约40%的脂肪干细胞(而商用试剂Lipofectamine只能转染约7%的细胞),且有60%成功转染的细胞可以高表达TRAIL。

接下来,他们将改造后的脂肪干细胞与GBM细胞一起培养(细胞比例1:10),发现可以诱导GBM细胞发生凋亡而死亡。随后,他们用病人身上取下的GBM细胞在小鼠颅内建立了GBM模型,发现其周围可以形成很多微小转移灶。通过将改造的脂肪干细胞注射在肿瘤对侧的大脑里,他们发现这些细胞很聪明地迁移到了肿瘤组织中,诱导肿瘤细胞发生凋亡,而通过尾静脉注射脂肪干细胞后,这些细胞并不能到达肿瘤组织,表明这种方式适合肿瘤的局部治疗,因此可以降低副作用。

为了验证这种改造后的干细胞的抗癌疗效,他们对荷瘤小鼠进行治疗,与注射未改造的细胞相比,注射改造后的细胞可以显著抑制肿瘤的生长,将肿瘤体积减小了2/3,小鼠生存时间从对照组的30天延长到了约120天,生存率也明显提高,同时,他们也表明反复注射效果好于单次注射,且明显抑制肿瘤转移灶的形成。

作者认为,他们的这项研究采用高分子纳米颗粒转染更安全、更容易扩大生产,同时解决了其他细胞涉及伦理及来源有限的问题,采用病人来源细胞进行模型建立可以更准确模拟肿瘤在人体内的表型,因此能更准确预测临床效果。这种纳米颗粒介导改造的自体脂肪干细胞可以安全有效的找到并摧毁GBM及其微小转移灶,因此很可能用于临床恶性脑瘤病人的治疗,很有希望提高他们的治疗效果。

 

论文信息:Jiang X, Fitch S, Wang C, et al. Nanoparticle engineered TRAIL-overexpressing adipose-derived stem cells target and eradicate glioblastoma via intracranial delivery[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2016: 201615396.

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癌症 标签: 脂肪干细胞
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