干細(xì)胞因子和外泌體吸入療法有望治療肺纖維化

來(lái)自北卡羅萊納州立大學(xué)的一項(xiàng)最新研究表明，通過霧化吸入的方式輸送肺干細(xì)胞分泌物（包括外泌體和和其他細(xì)胞分泌因子）可修復(fù)小鼠和大鼠因肺纖維化所致的肺損傷，這項(xiàng)工作為肺纖維化患者提供了一種潛在的無(wú)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(xué)杰出教授，北卡羅萊納州立大學(xué)/北卡羅萊納大學(xué)教堂山聯(lián)合生物醫(yī)學(xué)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(yīng)。在過去的五年中，程柯教授研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了肺球細(xì)胞來(lái)源的肺干細(xì)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(zhǔn)在北卡羅來(lái)納大學(xué)醫(yī)院展開一期臨床試驗(yàn)。

“進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，LSC 主要通過其細(xì)胞分泌組（包含外泌體和其他可溶性細(xì)胞因子）來(lái)發(fā)揮治療作用。”程柯教授說(shuō)道。“在這項(xiàng)新的工作中，我們用兩種肺纖維化模型來(lái)驗(yàn)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(dǎo)、二氧化硅顆粒誘導(dǎo)兩種不同的方式建立了肺纖維化和炎癥模型。隨后對(duì)比了 LSC 分泌組（LSC-Sec）以及外泌體（LSC-Exo）與來(lái)源于間充質(zhì)干細(xì)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(dòng)物的肺部。

在博萊霉素誘導(dǎo)的小鼠肺纖維化模型中，研究人員發(fā)現(xiàn)，與生理鹽水對(duì)照組相比，吸入 LSC-Sec 組，治療后的肺纖維化減少了近 50%，達(dá)到了完全緩解（與健康組無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異）。而 MSC-Sec 治療組僅減少了 32.4%。此外，在二氧化硅誘導(dǎo)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(jìn)一步在兩種肺纖維化的大鼠模型中對(duì)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(dú)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(xiàng)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(xì)胞 MSC 更有效，”程柯教授說(shuō)，“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(jì)劃將該研究擴(kuò)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(dòng)脈高壓（PH）。”為了更快推動(dòng)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(zhǔn)的自體肺球細(xì)胞療法外，該公司正在提交多個(gè)針對(duì)分泌組和外泌體治療肺部疾病的新藥臨床申請(qǐng)（IND）。

“發(fā)現(xiàn)肺干細(xì)胞釋放的分泌組具有與干細(xì)胞治療肺纖維化類似的治療效果，可能是一個(gè)重大的發(fā)現(xiàn)，對(duì)其他許多正在開發(fā)的干細(xì)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(xué)杰出教授 Kenneth Adler 說(shuō)，“分泌組里所含的細(xì)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(xiàng)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。