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如何利用干细胞来治疗骨癌?看看专家怎么说

来源:博雅

日期: 2020.11.20

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近年来,越来越多的研究认为干细胞是治疗癌症的有用工具。干细胞已经被用于为放疗或化疗的患者更新免疫系统,干细胞还被改造成携带治疗剂以靶向肿瘤部位。在干细胞治疗转移性骨癌领域,科学家已经取得了进展。近日,外媒(News-Medical)就对这一领域进行了专家解读[1]。


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骨癌是一类骨恶性肿瘤性疾病,发病率约占全身恶性肿瘤的0.2%,临床治疗以手术为主,结合其他一些治疗方法。那么,干细胞为什么能用来治疗骨癌,科学家又是如何利用干细胞来治疗骨癌?


在癌症医学中如何利用干细胞?


干细胞是具有两个不同特殊功能的细胞——它既有无限的自我更新能力,还具备分化为多种类型组织细胞的能力。到目前为止,科学家们已经鉴定出三种类型的干细胞。其中包括胚胎干细胞、成体干细胞和诱导多能干细胞。


在骨髓损伤或免疫系统受损的患者中,可以移植源自骨髓或血液的干细胞以恢复正常的骨髓造血功能。这种技术被广泛应用于治疗患有骨髓损伤或免疫力下降的骨癌患者。 


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图片来自文献[2]


近年来,多种基于干细胞的癌症治疗策略兴起[2]。


例如,癌症患者体内,在适应性免疫中起关键作用的T细胞功能发生了变化,从而促进了癌细胞逃避T细胞介导的清除。由诱导多能干细胞产生的T细胞可以特异性识别和破坏癌细胞,这是改善癌症相关预后的一种潜在的干细胞疗法。例如,日本首次尝试了利用iPS细胞治疗癌症的事件,他们最终移植到病人体内的是免疫细胞——自然杀伤T细胞(NKT细胞),由诱导多能干细胞(iPS细胞)培养而来。


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图片来自文献[2]


还有一种策略是基于干细胞的基因疗法。在癌症相关的基因治疗中,利用了干细胞向损伤部位迁移的独特特性,这时干细胞被用作媒介,可以将治疗药物或病毒载体特异地运载和输送到肿瘤部位。尤其是间充质干细胞最适合于将治疗剂递送至肿瘤部位。肿瘤分泌的细胞因子通过刺激间充质干细胞产生更多趋化因子来促进迁移过程,这些趋化因子是负责定向细胞迁移的细胞因子。


在动物研究中,研究者利用间充质干细胞向小鼠体内输送抗癌药物,减少了药物对非肿瘤组织的损害。


干细胞在骨癌治疗中的研究应用


目前,干细胞已被广泛用于骨癌的治疗研究中。例如,间充质干细胞移植已成为治疗包括骨癌在内的骨疾病患者的一种有前景的方法[3]。


在骨骼中,转移性癌细胞诱导破骨细胞生成,基于干细胞的靶向递送机制,被用来运送抑制破骨细胞生成的药物,这种策略已成为治疗转移性骨癌的重要选择。


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图片来自文献[2]


最近,已有科研工作者正在开发一种可以递送同时靶向骨癌及其微环境的药物组合,使用基于mRNA的蛋白质表达方法,间充质干细胞已装载了三种不同的治疗药物[4]:一种用于将干细胞特异性地归巢到转移部位;一种用于有效地摧毁癌细胞;一种是抑制破骨细胞形成的细胞因子受体。这些工程化的间充质干细胞已被认为可以有效且特异性地靶向转移性骨癌,而且可以有效地破坏癌细胞而不影响骨骼的完整性。


除了骨癌,干细胞在其他骨科疾病领域也有了应用及研究。2009年,欧洲审批干细胞药物Chondrocelect上市,用于治疗膝关节软骨缺损的治疗。2012年,韩国批准间充质干细胞药物Cartistem上市,用于治疗退行性关节炎和膝关节软骨损伤,2016年,美国批准干细胞药物Maci上市,用于治疗膝关节软骨损伤。在我国,今年有多款针对骨关节炎的干细胞新药临床试验申请获得默示许可。


小结


骨癌常见的治疗方法包括手术疗法、化学疗法和放射疗法,但是大多都会产生不良的副作用。同样,用于预防骨癌相关合并症的药物通常也没有有效的抗肿瘤特性。


在基于细胞的靶向疗法中,转基因细胞仅用于递送单一类型的药物,这不是一种非常安全的技术。相反,基于mRNA工程化的间充质干细胞具有许多优势。例如,它是一种简单和安全的方法,不需要基因工程。这一过程允许多种蛋白质在同一时间快速而短暂的表达,可以促进癌细胞死亡,副作用最小。


因此,相信随着科学家们越来越深入的研究,干细胞疗法会为更多的骨癌患者带来福音!


参考文献:

[1] https://www.news-medical.net/health/Engineering-Stem-Cells-to-Treat-Bone-Cancer.aspx

[2] Nguyen ST. 2015. Stem cell technology and engineering for cancer treatment. Biomedical Research and Therapy.

http://www.bmrat.org/index.php/BMRAT/article/view/49

[3] Morishita T. 2006. Tissue engineering approach to the treatment of bone tumors: three cases of cultured bone grafts derived from patients' mesenchymal stem cells. Artificial Organs.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16433845

[4] Segaliny AI. 2019. combinatorial targeting of cancer bone metastasis using mRNA engineered stem cells. EBioMedicine.

www.sciencedirect.com/.../S2352396419304281?via%3Dihub#bb0145


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