干细胞专栏

汉氏联合成果专栏15:探索干细胞的癌症治疗作用


  我们的身体是由一个个细胞构成的细胞王国。干细胞是身体细胞王国的建设者和维护者,能够替换或修复身体受损的细胞,在慢性病如糖尿病、肝硬化、慢性创伤、自身免疫病等具有治疗作用。

  

  然而,干细胞与癌症的关系呢?

  

  有人怀疑,干细胞有促进癌症发展的可能性。

  

  然而,在目前的研究证据下,外源输入人体的干细胞不仅不会促进癌症生长,而且还有抑制癌症的作用。

  

全球干细胞技术临床应用领域


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  在干细胞的癌症治疗作用方面,汉氏联合研发团队进行了深入研究。

  

  下面就将相关研究成果为大家介绍一下。

  

  一、干细胞是癌症杀伤性武器的移动加工厂

  

  癌症治疗一直是世界难题,其中一个重要原因是抗癌药物很难靶向运送至肿瘤部位。因此,肿瘤药物不能选择性杀死肿瘤细胞,而是会对身体正常组织细胞也造成损伤,引发很大的副作用。

  

  癌症治疗药物的副作用常常是患者死亡的重要原因。

  

  如何使肿瘤药物成为具备定位能力的导弹,靶向杀死癌细胞,一直是科学研究的难点。

  

  干细胞,尤其是间充质干细胞,有望帮助科学家实现靶向治疗癌症的梦想。

  

  其原因是间充质干细胞具有如下两个特性:

  

  其一,归巢性。间充质干细胞能感知癌症细胞释放的信号分子,从而具备向癌症部位归巢的特性。

  

  其二,间充质干细胞是理想的外源基因表达载体。也就是说,间充质干细胞就像是加工厂一样,你送给他一个样品,他能持续产出很多同样的产品,并输送出来。

  

  也就是说,间充质干细胞是移动加工厂,把癌症杀伤性武器制造出来后,即可运输到癌症部位,靶向杀死癌细胞。

  

  二、间充质干细胞助力乳腺癌治疗

  

  利用上面描述的原理,汉氏联合研发团队成功将间充质干细胞能够表达抗肿瘤基因,并利用间充质干细胞的归巢性,把这些抗肿瘤基因的表达产物运送到肿瘤部位,发挥抗肿瘤作用。

  

  相关成果发表了研究论文:


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  论文内容解析:

  

  单纯疱疹病毒胸苷激酶基因(HSV-TK)可提高药物更昔洛韦(GCV)对肿瘤细胞的杀伤敏感性,发挥1+1>2的效应。该系统被称之为HSV-TK/GCV系统。

  

  HSV-TK/GCV系统还具有“旁观者效应”,可以放大治疗效果。

  

  什么是旁观者效应?

  

  即不仅杀死单纯疱疹病毒胸苷激酶基因已经转染的肿瘤细胞,而且可引起临近未转染的肿瘤细胞死亡,其机制是通过细胞间的缝隙连接将毒性代谢产物从转染的肿瘤细胞中转移到相临的肿瘤细胞或者通过血管凋亡抑制肿瘤生长。

  

  利用以上原理,研究小组将单纯疱疹病毒胸苷激酶基因转入人脐带间充质干细胞,注射入乳腺癌小鼠模型,同时联合应用药物更昔洛韦。进而利用先进的分子影像技术监测间充质干细胞对乳腺癌的治疗效果。

  

  结果发现,间充质干细胞本身具有明显的抗肿瘤作用,加用更昔洛韦能更进一步通过“协同效应”和“旁观者效应”加强抑制癌症的作用。

  

  下面是一张治疗效果图(CON指未经治疗的对照组;GCV指更昔洛韦治疗组;MSC指人脐带间充质干细胞治疗组;GCV+MSC指更昔洛韦和间充质干细胞联合治疗组):


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  从这张结果图我们可以看出,单独脐带间充质干细胞就具有明显的癌症抑制作用,更昔洛韦和间充质干细胞联合应用的治疗效果最显著。

  

  三、为什么间充质干细胞具有抑制癌症的作用?

  

  首先,如前文所述,间充质干细胞有一个很特殊的本领,能够感受到身体内炎症部位释放的信号,并迁移过去。这个特征被称为归巢。

  

  就像是孙悟空的千里眼顺风耳一样,间充质干细胞能够感知到远处的炎症信号,定向迁移过去。所有的癌症,由于过快的生长,都会在局部组织产生炎症反应。因此,间充质干细胞能够定向迁移到癌症部位。

  

  其次,间充质干细胞能够高效表达外源的治疗性基因,如上面论文中的“单纯疱疹病毒胸苷激酶基因”。

  

  利用这些间充质干细胞的以上两个特性,科学家把间充质干细胞作为战车,携带抗癌药物到癌症部位,对癌症实现精准治疗,即提高治疗效率,又减少癌症治疗副作用。

  

  汉氏联合研发团队就是基于以上的原理,对间充质干细胞进行改造,使其携带抗癌基因“单纯疱疹病毒胸苷激酶基因”,对恶性程度很高的乳腺癌发挥了显著的靶向治疗作用。

  

  四、间充质干细胞抑制肿瘤细胞生长的分子机制是什么?

  

  汉氏联合研发团队还发现,间充质干细胞能够抑制肿瘤细胞的生长,并且深入探究了发挥抑制作用的分子机制。

  

  团队的研究数据显示,脐带间充质干细胞能够显著抑制白血病细胞HL60和K562的增殖,这一抑制作用可能是通过影响肿瘤细胞内的p38 MAPK分子信号通路实现的。

  

  相关论文如下:


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  五、间充质干细胞治疗癌症的临床试验

  

  目前,在美国clinicaltrial.org网站注册的间充质干细胞治疗癌症的临床试验有24项,所治疗的癌症包括:卵巢癌、前列腺癌、头颈癌、结直肠癌等。

  

  下面是网站注册部分临床试验的截图:


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  结语

  

  不久的将来,除了糖尿病、肝硬化、自身免疫病、难愈合皮肤损伤等慢性病,在癌症治疗方面干细胞也将会发挥关键性作用。


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