石鹏教授团队在Science Advances期刊上发表最新研究成果
在机体的防御机制中,中性粒细胞定向归巢并浸润炎症部位,是抵御感染和修复组织损伤的重要环节。然而,在自身免疫性疾病和肝脏损伤等疾病类型中,中性粒细胞的过度浸润反而会引发严重的炎症失调。其释放的活性氧和形成的中性粒细胞外陷阱会加剧组织损伤。因此,抑制中性粒细胞的过度浸润已成为治疗这类疾病的关键策略之一。
近年来,间充质基质细胞(Mesenchymal Stromal Cells, MSCs)凭借多重治疗潜能以及类似白细胞的归巢特性而备受关注。MSCs强大的免疫调节、抗炎和促血管生成能力,使其在组织修复领域展现出广阔的发展前景。然而,在体外扩增过程中,与归巢相关配体的丢失导致MSCs输注到体内后归巢效率低下,严重制约了其在临床治疗中的应用效果。
针对上述问题,华南理工大学石鹏教授课题组受中性粒细胞归巢机制的启发,提出了一种工程化改造MSCs的新策略:通过模拟中性粒细胞上PSGL-1的结构,构建出一种双特异性多价肽,并将其修饰在MSCs表面。由此获得的工程化MSCs不仅归巢效率显著提升,还能通过竞争性结合血管内皮细胞上的选择素靶点,抑制中性粒细胞的过度浸润,巧妙地将提升MSCs归巢效率与抑制中性粒细胞过度浸润这两种策略融合为一。
工程化MSCs拮抗中性粒细胞浸润的示意图
研究团队利用DNA自组装技术,将分别靶向炎症血管内皮细胞上P-选择素和E-选择素的两种靶向肽组装成双特异性多价肽结构。多价结构所带来的高亲和力与双靶向肽的协同效应,使得工程化MSCs对血管内皮细胞的粘附能力显著增强。实验结果表明,经双特异性多价肽修饰的MSCs在体内外均展现出优异的血管内皮细胞粘附能力,并有效抑制了中性粒细胞的过度浸润。在急性肝衰竭小鼠模型中,工程化MSCs不仅减轻了由中性粒细胞过度浸润引起的肝损伤,还改善了肝脏的免疫微环境,从而促进了肝组织的修复。该策略为基于MSCs的组织修复疗法提供了一种全新的研究视角。
相关研究以“Engineered mesenchymal stromal cells with bispecific polyvalent peptides suppress excessive neutrophil infiltration and boost therapy”为题在国际学术期刊Science Advances上发表。华南理工大学博士研究生叶腾辉与吴紫欣为论文的共同第一作者;通讯作者为华南理工大学石鹏教授与中山大学附属第六医院张迪教授,华南理工大学为论文第一署名单位。(通讯员/石鹏教授课题组)