科学家使用间充质干细胞辅助治疗癌症的不同方法概述

间充质干细胞（MSC）通过刺激损伤后的修复过程和调节受体的免疫反应，在恢复组织稳态方面发挥着重要作用。间充质干细胞响应炎症细胞释放的化学引诱分子，迁移到受损组织、创伤或炎症部位。

同样，肿瘤环境由大量免疫细胞组成，它们与肿瘤细胞一起分泌可溶性因子来吸引间充质干细胞。在肿瘤形成和生长的部位积累后，间充质干细胞通过分化成基质细胞（例如与癌症相关的成纤维细胞）而成为肿瘤基质的一部分。

值得注意的是，间充质干细胞在肿瘤中的确切作用可能因肿瘤类型、肿瘤发展阶段和其他因素而异。虽然一些研究表明间充质干细胞具有促进肿瘤的作用，但其他研究表明其具有潜在的抗肿瘤作用。这 双重性肿瘤微环境中，间充质干细胞的研究强调了它们与癌细胞和周围组织相互作用的复杂性。

释放 MSC 潜力：精准癌症治疗策略

尽管有报道称间充质干细胞具有促进肿瘤的特性，但其独特的特点对于癌症治疗应用方面也有很大作用：

1. 肿瘤趋向性：

间充质干细胞可以向肿瘤部位迁移，这种现象称为肿瘤向性。该特性可用于将治疗剂靶向递送至肿瘤。研究人员正在探索向间充质干细胞装载抗癌药物、溶瘤病毒或其他治疗有效负载的方法，以实现更精确和局部的治疗。

2. 免疫调节：

间充质干细胞具有免疫调节特性，可用于调节肿瘤微环境中的免疫反应。人们正在研究这一特性在免疫治疗方法中的潜力。间充质干细胞可被改造以增强其免疫抑制作用，促进不利于肿瘤生长的环境。

3. 低免疫原性：

由于缺乏共刺激分子表达，MSC具有低免疫原性的显着特征。这一特征消除了同种异体移植过程中免疫抑制的必要性。

4. 组织修复和再生：

间充质干细胞可以分化成各种细胞类型，包括参与组织修复和再生的细胞类型。人们正在癌症治疗的背景下探索这种再生潜力，特别是在解决放射和化疗等癌症治疗引起的组织损伤方面。

5. 肿瘤微环境的调节：

间充质干细胞可以通过分泌多种因子影响肿瘤微环境。虽然这可能具有促进肿瘤的作用，但它也被作为改变肿瘤微环境使其更不适合癌症生长的潜在手段进行研究。

利用间充质干细胞作为药物输送载体的不同方法

鉴于间充质干细胞的这些特性，间充质干细胞是输送各种抗癌药物的理想载体，包括化疗药物、纳米粒子和基因疗法。以下是一些利用 MSC 作为癌症治疗的递送载体：

用抗癌药物启动间充质干细胞

由于间充质干细胞对细胞抑制剂和细胞毒性药物具有固有的抵抗力，因此可以很容易地用抗癌药物引发。间充质干细胞可以有效地吸收阿霉素（DOXO）、紫杉醇（PTX）和吉西他滨（GEM）等化疗药物，并随后以靶向和渐进的方式释放它们。

许多研究探索了引发的间充质干细胞在多种癌症类型（包括骨髓瘤和白血病细胞）中发挥抗肿瘤作用的潜力。除了直接递送药物外，间充质干细胞还可以作为载药纳米粒子（NP）到达特定靶位点的有效载体。纳米粒子最初是为了增强药物稳定性而设计的，但单独使用时面临免疫原性和瘤内分布不均匀等挑战。利用间充质干细胞作为载药纳米颗粒的细胞载体可以解决这些问题，为推进靶向癌症治疗提供了一条有希望的途径。

间充质干细胞的基因改造

间充质干细胞为通过基因修饰推进靶向癌症治疗提供了一个多功能平台，使特定基因能够整合到这些细胞中。一个值得注意的应用涉及将自杀基因递送至间充质干细胞，编码胸苷激酶和胞嘧啶脱氨酶等酶。这些酶有助于将无毒前药（例如更昔洛韦和 5-氟胞嘧啶）转化为活性衍生物。全身给药后，工程化的间充质干细胞被静脉注射，选择性地靶向肿瘤。在肿瘤组织内，它们将惰性前药转化为细胞毒性代谢物，最大限度地减少脱靶毒性。

间充质干细胞的基因修饰超出了自杀基因传递的范围。它允许产生各种治疗分子，包括干扰素（例如，IFNα、IFNβ）、促凋亡剂（例如，TRAIL）、促炎白细胞介素（IL-2）、肿瘤抑制基因（例如，PTEN）、抗血管生成基因分子（例如，Alpha-1抗胰蛋白酶、NK4、VEGFR1）和其他抗肿瘤蛋白（例如，TNF-α、HNF4-α）。这些蛋白质可以对肿瘤细胞产生直接影响，诱导细胞凋亡，并通过与肿瘤浸润白细胞的相互作用增强宿主炎症反应。

间充质干细胞作为溶瘤病毒的载体

溶瘤病毒代表了肿瘤治疗的突破性方法，旨在选择性地感染和消除癌细胞。这种创新策略涉及病毒在肿瘤细胞内复制并破坏肿瘤细胞，同时保护正常细胞免受伤害。此外，溶瘤病毒刺激宿主抗肿瘤免疫反应，有助于根除残留肿瘤。

包括腺病毒、呼肠孤病毒、麻疹病毒、单纯疱疹病毒、新城疫病毒和牛痘病毒在内的几种病毒已作为潜在的溶瘤剂进行了临床测试。尽管溶瘤病毒具有广阔的潜力，但它们在到达肿瘤部位之前通常会被宿主免疫系统识别和消灭。为了应对这一挑战，间充质干细胞成为溶瘤病毒的宝贵载体。通过利用间充质干细胞作为载体，可以延长溶瘤病毒的存活时间，并且可以优化它们向预定部位的靶向递送。

MSC 衍生的细胞外囊泡

细胞外囊泡 (EV) 是细胞释放到细胞外空间的微小膜结合颗粒，通过在细胞之间运输蛋白质、核酸和脂质等生物活性分子，在细胞间通讯中发挥着至关重要的作用。认识到这些天然载体的治疗潜力，研究人员越来越多地探索 MSC 衍生的 EV 作为一种有前景的抗癌药物递送载体。MSC 衍生的 EV 在癌症治疗中的独特优势包括其强肿瘤趋向性、低免疫原性、高稳定性以及易于进行基因修饰以获得更有针对性的反应。

各种策略利用 MSC 衍生的 EV 进行抗癌药物输送。一种方法涉及利用来自天然 MSC 的 EV，其携带能够影响肿瘤细胞增殖、迁移和侵袭的生物分子。或者，MSC 细胞可以用药物或免疫调节分子启动，随后释放的 EV 将有效地将活性药物递送至肿瘤部位。MSC的基因修饰提供了另一种途径，使它们能够携带小干扰RNA (siRNA)、microRNA 等遗传物质，或表达 TRAIL 等抗癌分子，这些分子可由 MSC 衍生的 EV 分泌。此外，EV可以从MSC中分离出来，并通过简单扩散或电穿孔等方法装载药物或生物货物。

值得注意的是，间充质干细胞在癌症治疗中的应用是一个快速发展的领域，其潜在益处和风险之间的平衡是一个活跃的研究领域。研究人员正在努力更好地了解间充质干细胞与肿瘤和周围微环境相互作用的复杂性，以优化其在治疗目的中的应用。人们正在探索基因工程和间充质干细胞修饰等策略，以提高其在癌症治疗中的安全性和有效性。临床试验正在进行中，以评估基于 MSC 的方法在不同类型癌症中的可行性和有效性。

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【北联干细胞-iPSC细胞实验室】

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现涵盖iPSC诱导多能干细胞，间充质干细胞、神经干细胞、血管内皮干细胞、软骨干细胞、羊膜干细胞、NK/NKT/CTL/CAR-T/CAR-NK/DC-CIK/INKT等免疫细胞；应用范围包括：疾病预防、两性生殖、神经系统疾病、脑部疾病、亚健康、免疫系统疾病、骨关节疾病等，同时可以通过个体化iPSC技术制备和分化成多种细胞，包括精原细胞、卵原细胞并形成精子/卵子。