【Science子刊】中科院李娟团队：纳米工程干细胞，开启肺纤维化可视化治疗新篇章！

特发性肺纤维化（IPF）是一种常见且严重的间质性肺病，占所有此类疾病的40%，严重影响人类健康。其主要特征是肺泡上皮细胞（AEC）的损伤，并伴有成纤维细胞和肌成纤维细胞的激活，导致细胞外基质在肺泡壁中积聚。尽管间充质干细胞（MSCs）因其显著的旁分泌效应和安全性，成为了一种潜在的细胞再生疗法，但其治疗效果常受到体内活性氧（ROS）和纤维化肺炎症等因素的制约。

针对这些问题，研究团队开发了一种具有酶样活性和质粒负载能力的AuPtCoPS三金属基纳米载体（TBNCs）。这种载体不仅能够有效清除ROS，还能促进治疗基因的递送，最终提高治疗效果。同时，TBNCs还可作为CT成像的造影剂，用于追踪间充质干细胞（MSCs），实现治疗过程中实时监测。

中国科学院宁波材料技术与工程研究所的李娟团队通过在《Science Advances》期刊上发表的研究指出，此项技术可为IPF提供一种前瞻性的有效治疗方法，并为基于干细胞的肺部疾病治疗系统奠定了基础。

在制备过程中，研究团队采用硫酸鱼精蛋白（PS）为原料，成功合成了AuPtCoPS三金属基纳米载体（TBNCs）。这种载体在质粒DNA（pDNA）负载能力、酶样活性和CT成像性能方面表现出色。通过工程化的间充质干细胞，能够有效清除纤维化肺中的ROS，并高效表达治疗所需的HGF，从而增强干细胞抗氧化应激和抗纤维化能力，使其在体内的生存时间延长至14天。这大大提升了IPF的治疗效果。此外，工程化的干细胞还具备CT成像能力，可以实时监测其体内行为，并帮助可视化其治疗效果。

在体外实验中，标记的hMSCs显著抑制了TGF-β1信号传导，并防止AEC向肌成纤维细胞的转变，从而有效阻碍了肺纤维化的进展。暴露于标记的hMSC-CM后的肌成纤维细胞死亡率显著提高，表明了它的抗纤维化潜力。

在体内实验中，标记的hMSCs同样表现出了显著的治疗效果。研究表明，标记的hMSCs能够显著降低NLRP3的表达，抑制EMT和肺纤维化的进展。此外，移植标记的hMSCs显著降低了α-SMA的表达，提高了纤维化肺的正常通气面积，表现出优异的治疗效果。

总的来说，TBNCs因其显著的酶样活性和有效的基因递送能力，展示出在CT成像方面的特殊潜力。它不仅有效清除了移植hMSCs中的ROS，提高了细胞活力，还将HGF pDNA成功递送至hMSCs，显著增加了HGF的表达，从而增强了抗纤维化潜力。此外，结合TBNC的CT成像能力和hMSC的生物发光特性，可以实时监测移植hMSCs的体内分布和活力。

这种研究为工程化间充质干细胞提供了新的方法，不仅增强了治疗和成像能力，还为临床研究和高质量间充质干细胞的大规模生产提供了重要的技术基础。

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