近日，必赢官网太行学者、河南省医用组织再生重点实验室特聘教授李宗金团队在生物医学1区杂志《Theranostics》(2019 IF: 8.579)上发表题为“IGF-1C hydrogel improves the therapeutic effects of MSCs on Colitis in mice through PGE2-mediated M2 mscrophage polarization”论文。本研究利用新型生物活性材料壳聚糖-胰岛素样生长因子-1C (CS-IGF-1C)水凝胶与人胎盘来源的间充质干细胞 (hP-MSCs) 结合，应用于小鼠结肠炎模型治疗。研究结果表明CS-IGF-1C 水凝胶显著增强了hP-MSCs的体内驻留时间，促进hP-MSCs分泌PGE2，诱导M2型巨噬细胞极化，释放抗炎因子IL-10，改善肠道炎症反应。
炎症性肠病 (inflammatory bowel disease, IBD) 是一种病因尚不清楚的慢性非特异性肠道炎症性疾病，包括克罗恩病和溃疡性结肠炎，是胃肠道中除恶变外最严重的疾病之一。IBD的发生可能与感染、免疫、遗传、精神、环境等多种因素有关。目前IBD的治疗原则取决于病变范围和病变程度，以药物治疗为主。临床上针对IBD的治疗药物众多，但远期治疗效果均不理想，并且传统的IBD治疗方法会导致多种严重的副作用，故临床急需一种有效的IBD替代疗法。
间充质干细胞 (mesenchymal stem cells, MSCs) 具有抗炎和免疫调节特性，可成为IBD治疗中的一种潜在的新型治疗方法。然而，移植后的MSCs在体内的低滞留时间限制了MSCs在 IBD 治疗中的应用。
胃肠道内驻留大量的巨噬细胞，在维持肠道稳态和肠道生理中起着关键作用，也是保护性免疫的重要组成部分。M1巨噬细胞可释放炎性细胞因子诱导炎症反应。 M2型巨噬细胞能够大量合成并释放抗炎细胞因子IL-10发挥抗炎作用。巨噬细胞是一种可塑性细胞，可从一种表型转换到另外一种表型。前列腺素E2 (Prostaglandin E2, PGE2)，是类脂激素样信号分子，一种重要的调节因子，在机体炎症反应中发挥重要的作用。研究表明，PGE2可促进巨噬细胞由MI型转化为M2型，MSCs的相关研究也表明，MSCs分泌的PGE2可诱导巨噬细胞M2型，从而缓解肠道的炎症反应。
在此项研究中，研究人员首先利用转基因技术使hP-MSCs 携带 GFP-Fluc 双融合报告基因，并通过生物发光成像技术验证了转染后的hP-MSCs可用于体内移植后的示踪。随后，研究人员通过体内、外研究发现，新型生物活性材料CS-IGF-1C水凝胶可促进hP-MSCs的增殖，并显著上调hP-MSCs增殖相关基因的表达，具有良好的生物学相容性。在小鼠结肠炎模型的治疗中，研究人员发现将CS-IGF-1C水凝胶与hP-MSCs共移植于结肠炎小鼠体内可显著抑制肠道组织炎症反应，并维持肠上皮细胞的完整性。同时研究团队进一步研究发现，CS-IGF-1C水凝胶可促进hP-MSCs中PGE2的分泌，诱导 M2 型巨噬细胞的极化，使得结肠组织中M2型巨噬细胞表达明显增加，并释放大量的抗炎细胞因子IL-10，参与肠道的抗炎反应。该项研究成果显示了利用可注射水凝胶包裹hP-MSCs明显抑制结肠炎症反应，有望为临床干细胞治疗IBD提供一种新的策略。
李宗金教授、赵强教授、郭志坤教授为文章共同通讯作者，曹晓沧、段丽芸为文章并列第一作者。
参考文献：
Cao X, Duan L, Hou H, Liu Y, Chen S, Zhang S, Liu Y, Wang C, Qi X, Liu N, Han Z, Zhang D, Han Z-C, Guo Z, Zhao Q and Li Z. IGF-1C Hydrogel Improves the Therapeutic Effects of MSCs for Colitis in Mice through PGE2 Mediated M2 Macrophage Polarization.Theranostics. 2020; 10(17): 7697-7709.
原文连接: https://www.thno.org/v10p7697.htm
