“细胞重组体”的构建及对炎症微环境的调控作用

Just as pharmacokinetics facilitated the entire pharmaceutical industry to improve drug efficacy and safety，ectopic integration and fast anoikis transformed cell therapy to uncontrolled and unrepeatable outcomes. This project aims to develop reconstructed MSCs-mimicking analogues to realize targeted delivery of efficient therapeutic factors to inflammatory sites and exert locally regulation. Combined with nanotechnology, the analogues take full advantage of secretome and membrane of MSCs to regulate immune cells and provide nutritional support locally, which avoid side effect of cell death. This project would explore the following parts: efficiently therapeutic time window of MSCs; process optimization of reconstructed MSCs-mimicking analogues; pharmacokinetics analysis; mechanism exploration and function access, which would provide a promising platform for inflammatory diseases and regenerative medicine.

与化学药物的药代学和药动学能显著影响治疗效果类似，现有的细胞治疗多存在细胞异位聚集和快速凋亡而严重影响疗效的问题。本项目针对现有问题拟开发“细胞重组体”靶向递送治疗因子至炎症部位发挥原位治疗作用。该“重组体”利用体外极化为抑炎表型的间充质干细胞（MSC）的分泌成分和胞膜，有机结合纳米技术制备而成，在实现靶向递送的基础上，充分发挥直接接触依赖性的免疫调控作用和高浓度原位营养支持作用，同时有效避免细胞快速凋亡引发的副作用。项目将从MSCs治疗时间窗的优化、“细胞重组体”工艺探索、“进入体内的“药代学”和“药动学”分析、机理解释、功能评价几个方面进行详细探索，为再生医学提供新的治疗手段。

以外泌体为基础的非细胞疗法在缓解多种终末期和难治性疾病方面表现出巨大潜力，但由于大规模生产成本高，使得外泌体的临床转化面临瓶颈。经合理设计的模拟外泌体的功能和理化性质的纳米囊泡，能够绕过与产量相关的问题，有望缩短临床前实验与临床应用间的时间间隔。本研究开发了一种由功效增强型间充质干细胞(MSCs)的细胞膜和分泌组组成的，通过挤出技术制备的大小可控的纳米囊泡，定义为“细胞重组体”。通过干扰素-γ (IFNγ) 和肿瘤坏死因子-α (TNFα) 刺激MSCs，收集激活MSCs的细胞膜和分泌组，随后通过一步挤压策略制备形成细胞重组体（Meseomes）。在体外，细胞重组体分别对内皮细胞、巨噬细胞和肝星形细胞的血管生成、免疫调控和抗纤维化具有显著的调控作用。LC-MS蛋白组学分析证实，与未诱导MSC来源的细胞重组体（ctrl-Meseomes）相比，Meseomes含有更多促进组织再生相关的蛋白。在体内，Meseomes作用于急性肝损伤模型能够促使肝功能恢复，减少组织坏死。在急性下肢缺血模型中通过局部连续给药，Meseomes体现出显著的促进血管生成和巨噬细胞向M2型极化的作用，恢复下肢血供，保肢率达到80% 以上。本研究开发的细胞重组体有望为再生医学和转化医学提供一种除了传统细胞疗法和外泌体疗法之外的非细胞疗法替代物。