干細胞因子和外泌體吸入療法有望治療肺纖維化

來自北卡羅萊納州立大學的一項最新研究表明，通過霧化吸入的方式輸送肺干細胞分泌物（包括外泌體和和其他細胞分泌因子）可修復小鼠和大鼠因肺纖維化所致的肺損傷，這項工作為肺纖維化患者提供了一種潛在的無創(chuàng)治療手段。本文通訊作者程柯教授是 Randall B. Terry Jr. 再生醫(yī)學杰出教授，北卡羅萊納州立大學/北卡羅萊納大學教堂山聯(lián)合生物醫(yī)學工程系教授。

特發(fā)性肺纖維化（IPF）是一種致命的疾病，它使健康的肺組織變得沒有彈性并留下疤痕，并發(fā)生大量炎癥反應。在過去的五年中，程柯教授研究團隊開發(fā)了肺球細胞來源的肺干細胞（Lung Spheroid Cells， LSC），作為肺纖維化的潛在治療方法，并獲得了 FDA 批準在北卡羅來納大學醫(yī)院展開一期臨床試驗。

“進一步研究發(fā)現(xiàn)，LSC 主要通過其細胞分泌組（包含外泌體和其他可溶性細胞因子）來發(fā)揮治療作用。”程柯教授說道。“在這項新的工作中，我們用兩種肺纖維化模型來驗證 LSC 分泌組和外泌體的治療作用。”研究人員利用博萊霉素誘導、二氧化硅顆粒誘導兩種不同的方式建立了肺纖維化和炎癥模型。隨后對比了 LSC 分泌組（LSC-Sec）以及外泌體（LSC-Exo）與來源于間充質(zhì)干細胞（MSC）的分泌組/外泌體的治療效果。這些藥物都通過霧化的方式直接吸入動物的肺部。

在博萊霉素誘導的小鼠肺纖維化模型中，研究人員發(fā)現(xiàn)，與生理鹽水對照組相比，吸入 LSC-Sec 組，治療后的肺纖維化減少了近 50%，達到了完全緩解（與健康組無統(tǒng)計學差異）。而 MSC-Sec 治療組僅減少了 32.4%。此外，在二氧化硅誘導的塵肺肺纖維化小鼠模型中，LSC-Sec 治療后的肺纖維化減少了 26%，而 MSC-Sec 治療后的纖維化減少了 16.9%。

研究人員進一步在兩種肺纖維化的大鼠模型中對比了 LSC-Exo及 LSC-Sec 和 MSC-Exo 的治療效果，得到了與小鼠模型中類似的結(jié)果。此外，科研人員發(fā)現(xiàn)，盡管單獨使用 LSC-Exo 吸入治療具有與 LSC-Sec 治療類似的治療效果，但全分泌組吸入仍然是最有效的治療方法。

“這項研究表明，LSC 分泌組和外泌體在減少受損肺纖維化組織和肺部炎癥方面比間充質(zhì)干細胞 MSC 更有效，”程柯教授說，“鑒于該療法在多種肺纖維化和炎癥模型中的有效性，我們計劃將該研究擴展到更多的肺部疾病，包括慢性阻塞性肺病（COPD）、急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）、和肺動脈高壓（PH）。”為了更快推動這一霧化治療的臨床轉(zhuǎn)化，程柯教授聯(lián)合發(fā)起成立了總部位于北卡三角研究園的 BreStem Therapeutics 公司。除了已獲得 FDA 批準的自體肺球細胞療法外，該公司正在提交多個針對分泌組和外泌體治療肺部疾病的新藥臨床申請（IND）。

“發(fā)現(xiàn)肺干細胞釋放的分泌組具有與干細胞治療肺纖維化類似的治療效果，可能是一個重大的發(fā)現(xiàn)，對其他許多正在開發(fā)的干細胞治療產(chǎn)品具有借鑒意義。”該工作的合作者，北卡州立大學杰出教授 Kenneth Adler 說，“分泌組里所含的細胞因子和微小 RNA 可能起到了調(diào)控肺部的炎癥和纖維化通路的作用”。

這項研究成果發(fā)表在《自然-通訊》雜志上。博士后研究員 Phuong-Uyen C. Dinh 是該文章的**作者。