尼达尼布结合间充质干细胞治疗肺纤维化的示踪研究取得进展

2022-01-22

       间充质干细胞在肺纤维化修复方面具有独特优势和广泛应用前景。近年来本课题组在肺纤维化治疗过程中干细胞的CT影像示踪方面取得系列进展(Small, 2021, 17, e2101861; J. Mater. Chem. B, 2021, 9, 2854-2865; ACS Appl. Bio. Mater. 2020, 3, 2489-2498; J. Mater. Chem. B, 2020, 8, 1713-1727; Small, 2019, 15, 1904314；Nanoscale, 2019, 11, 20932-20941)。然而，间充质干细胞移植到肺纤维化小鼠体内后存活率低，极大限制了其临床应用。肺纤维化部位恶劣的病理微环境是导致移植后干细胞死亡的主要原因。因此，改善疾病部位的微环境将有利于提高干细胞存活率。目前的研究表明，尼达尼布（Nintedanib）是一种三重酪氨酸激酶抑制剂，可以与细胞内的血小板源生长因子受体、纤维生长因子受体及血管内皮生长因子受体结合，使得这些受体的自磷酸化受阻，从而阻断其下游通路，抑制肺纤维化，改善肺损伤部位微环境，可以显著提高体内移植后干细胞存活率。因此考察尼达尼布存在下间充质干细胞体内移植后的存活、分布及迁移行为对干细胞治疗肺纤维化具有重要指导意义。

       基于此，研究人员设计制备了表面修饰聚乙烯亚胺(PEI)及聚乙二醇(PEG)的金纳米粒子（Au@PEI@PEG）CT示踪，并结合RfLuc（荧光素酶报告基因），实现了对尼达尼布给药条件下移植后干细胞的高灵敏度生物发光(BL)/CT双模态成像活体示踪（图1）。所制备的Au@PEI@PEG纳米CT示踪剂具有高细胞标记能力及优异的CT成像能力（图 2）。实验发现，将Au@PEI@PEG纳米材料与RfLuc标记的间充质干细胞共孵育并注射入小鼠体内，在尼达尼布给药条件下，移植干细胞的存活时间相较于间充质干细胞单独治疗组由6天延长至12天，表明尼达尼布显著提高了移植干细胞的存活率（图 3），进而有效地改善了间充质干细胞对肺纤维化的治疗效果。

       上述成果近期在线发表在国际学术期刊Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine上。课题组博士生李晓迪为第一作者，课题组张智军研究员和黄洁副研究员为共同通讯作者。该工作得到国家重点研发计划（2017YFA0104301）、国家自然科学基金（81801769，32171367）、中科院国际合作项目（121E32KYSB20200021）等项目的资助。

图1 Au@PEI@PEG干细胞CT示踪剂的制备以及尼达尼布治疗下移植间充质干细胞CT/生物发光双模态示踪示意图。

图2 Au@PEI@PEG细胞标记及CT成像结果。

图3 体内CT及生物发光成像结果。

原文链接：

X. D. Li, C. G. Yu, H. Y. Bao, Z. J. Chen, X. Y. Liu, J. Huang and Z. J. Zhang, CT/bioluminescence dual-modal imaging tracking of stem cells labeled with Au@PEI@PEG nanotracers and RfLuc in nintedanib-assisted pulmonary fibrosis therapy, Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine. 2022. Published online. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nano.2022.102517