清華大學攻破干細胞最大難題!全新藥物使干細胞功...
在所有現存科技中,干細胞是最有可能把人類帶向永生的生物技術。
作為細胞的“始祖”,干細胞能夠通過釋放外泌體或親自上陣,對受損的細胞進行保護、修復、甚至替換[1]。理論上講,成熟的干細胞療法近乎能夠復原衰老在人體中造成的任何損害。
如此一來,“只要我修的夠快,損傷累積不起來,衰老也就不會發生”。這就是目前絕大多數再生醫學派人員所堅信的抗衰老之道。


拋開衰老是否真的僅僅就是損傷累積這么簡單不說,干細胞現在依然沒有在大型微商以外的領域得到廣泛的應用,主要因為這種技術依然存在幾個關鍵的技術難題沒有攻克:
其中最首要也是最尷尬的問題,就是注入體內的干細胞過于自由散漫,在體內四處閑逛,能不能游走到損傷處,基本是“三分靠打拼七分天注定”[2]。如此一來如果僅僅是損傷得不到修復,幾十萬白花了還好說,干細胞飄到不該去的地方變成腫瘤[3],才真的是腸子都悔青。
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2020年11月20日,在一項清華大學參與的國際研究中,科學家們開發出了一種全新藥物,能夠精準的把注入體內的干細胞牽引至需要修復的部位,直接攻克了干細胞療法的最大難題之一。該成果發表在了頂級科研期刊《PNAS》上[4]。


研究人員發現,有一種名為CXC12蛋白質,似乎對干細胞有著異常強大的吸引力。但是由于CXC12本身具有極強的促炎能力,想要把這種物質注射進體內的損傷處來牽引干細胞,無異于往傷口上涂火鍋底料。


結構分析顯示,整個CXC12蛋白其實可以大致的分為兩塊結構,結構A負責與受體結合,是吸引干細胞的關鍵,而結構B則負責觸發細胞事件,也就是促炎根源。既然兩項功能分的清清楚楚,研究人員索性對CXC12蛋白進行了一番生物改造,在保證CXC12基本形態不變的前提下,大幅的削弱了結構B,并強化了結構A。


這種改造而來的全新物質被命名為SDV1a。
在第一波細胞實驗中,動力學分析顯示SDV1a對人類神經干細胞確實有極強的吸引力,而基因表達測量則指出,SDV1a基本完全喪失了引發炎癥所需要的能力,并且引發與干細胞功能等相關基因表達的能力得到了大幅加強。


SDV1a的表現在后續的活體實驗中甚至更加驚艷,研究人員直接將SDV1a無創注射進了小鼠大腦中的海馬體中,這一埋藏在復雜大腦最深處的區域,通常是干細胞最難以到達的地方。然而一針SDV1a下去,補充進小鼠體內的人類神經干細胞,幾乎全部都進入并停留在了海馬體中。


接下來是最令人擔心的副作用,一番測量,干細胞分化傾向改變、腦血屏障損傷、腫瘤生成、細胞結構異常、器官交通紊亂、細胞分布變化,還有不正常細胞死亡等等等等,研究人員可謂是把能想到的潛在風險全都測了一遍,然而,什么都沒有發生。SDV1a在活體實驗中,沒有表現出任何毒副作用。
超強的牽引力,還毫無副作用,這么完美的藥物,按理來說是只能存在于微商圈的,SDV1a是不是真的攻克了干細胞牽引難題,必須要看一下實戰結果。
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研究人員借著優秀數據帶來的自信,直接選擇了神經干細胞療法中難度最高的病理模型,溶酶體貯積病(LSD)作為了自己的演練場。想要通過干細胞治療這類神經疾病,所使用的療法不僅需要最大限度的將干細胞牽引并穩定在病灶處,而且炎癥反應不能出現任何進一步的增強,否則要么治療無效,要么病情加重。
預先在病灶處注射過SDV1a的患病小鼠,對干細胞治療的反應出現了成倍的提升,大腦中Hexβ等關鍵病理特征出現了顯著改善。如果僅從最終存活率和發病時間這兩種最直觀的數據來看的話,SDV1a將干細胞療法的功效提升了近乎一倍。副作用?依然什么都沒有。


時光派點評
抱歉要給大家潑個涼水,解決了牽引問題,擋在干細胞應用面前的大山還有好幾座。
比如就在一個月前,干細胞領域的權威,諾獎得主山中伸彌教授剛剛在《Cell》子刊上發表了自己對于干細胞(誘導多能干細胞)技術的展望,山中教授在文中重點提及了三個急需攻克的難題,異質性(heterogeneity)、致瘤性(tumorigenicity),和免疫原性(immunogenicity)[5],哪一個單拿出來,都能讓無數科學家愁禿了腦門。
不過如果SDV1a的有效性和安全性能夠在今后得到更進一步確認,并且順利通過臨床檢測,那么毫不夸張的說,這次的研究真的是將干細胞技術向前推進了巨大的一步,同時也把我們與健康長壽之間的距離縮短了一大截。
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科學就是這樣,難題一個接一個,不過最后總能被解決。


參考文獻(滑動查看)
[1]. Teng, Y. D., Benn, S. C., Kalkanis, S. N., Shefner, J. M., Onario, R. C., Cheng, B., . . . Snyder, E. Y. (2012). Multimodal Actions of Neural Stem Cells in a Mouse Model of ALS: A Meta-Analysis. Science Translational Medicine, 4(165). doi:10.1126/scitranslmed.
[2]. Karp, J. M., & Teo, G. S. (2009). Mesenchymal Stem Cell Homing: The Devil Is in the Details. Cell Stem Cell, 4(3), 206-216. doi:10.1016/j.stem.2009.02.001
[3]. Malchenko, S., Xie, J., Bonaldo, M. D., Vanin, E. F., Bhattacharyya, B. J., Belmadani, A., . . . Soares, M. B. (2014). Onset of rosette formation during spontaneous neural differentiation of hESC and hiPSC colonies. Gene, 534(2), 400-407. doi:10.1016/j.gene.2013.07.101
[4]. Lee, J., Zhang, R., Yan, M., Duggineni, S., Wakeman, D. R., Niles, W. L., . . . Snyder, E. Y. (2020). Chemical mutagenesis of a GPCR ligand: Detoxifying “inflammo-attraction” to direct therapeutic stem cell migration. Proceedings of the National Academy of Sciences, . doi:10.1073/pnas.
[5]. Yamanaka, S. (2020). Pluripotent Stem Cell-Based Cell Therapy—Promise and Challenges. Cell Stem Cell, 27(4), 523-531. doi:10.1016/j.stem.2020.09.014
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