华南理工大学石鹏课题组Sci Adv：基于中性粒细胞仿生策略的MSCs工程化修饰

近期，华南理工大学石鹏教授课题组受中性粒细胞归巢机制的启发，提出了一种工程化改造MSCs的新策略：通过模拟中性粒细胞上PSGL-1的结构，构建出一种双特异性多价肽，并将其修饰在MSCs表面。由此获得的工程化MSCs不仅归巢效率显著提升，还能通过竞争性结合血管内皮细胞上的选择素靶点，抑制中性粒细胞的过度浸润，巧妙地将提升MSCs归巢效率与抑制中性粒细胞过度浸润这两种策略融合为一。相关研究以Engineered mesenchymal stromal cells with bispecific polyvalent peptides suppress excessive neutrophil infiltration and boost therapy为题在线发表于Science Advances期刊。

图1 工程化MSCs拮抗中性粒细胞浸润的示意图

在机体防御机制中，中性粒细胞定向归巢并浸润炎症部位，是抵御病原体入侵和促进受损组织修复的重要环节。然而，在某些自身免疫性疾病和肝脏损伤等病理状态下，中性粒细胞的过度浸润却会引发严重的炎症失调。过量的中性粒细胞不仅会释放大量活性氧，导致氧化应激加剧，还会形成中性粒细胞外陷阱，进一步加重组织损伤。因此，抑制中性粒细胞的过度浸润成为治疗这类疾病的重要策略之一。与此同时，MSCs因其多重治疗潜能和类似白细胞的归巢特性而备受关注，在组织修复和再生医学领域展现出广阔的发展前景。遗憾的是，在MSCs体外扩增过程中，细胞表面与归巢相关的关键配体会逐渐丢失，这直接导致MSCs静脉输注到体内后，对受损组织的归巢效率显著降低，从而严重制约了其治疗效果。研究表明，使用非基因工程方法对MSCs进行工程化改造是提升MSCs归巢效率的有效手段。

石鹏教授团队受PSGL-1结构启发，利用DNA自组装技术，将分别靶向炎症血管内皮细胞上P-选择素和E-选择素的两种靶向肽组装成双特异性多价肽结构。多价结构所带来的高亲和力与双靶向肽的协同效应，使得工程化MSCs对血管内皮细胞的粘附能力显著增强。实验结果表明，经双特异性多价肽修饰的MSCs在体内外均展现出优异的血管内皮细胞粘附能力，并有效抑制了中性粒细胞的过度浸润。在急性肝衰竭小鼠模型中，工程化MSCs不仅减轻了由中性粒细胞过度浸润引起的肝损伤，还改善了肝脏的免疫微环境，从而促进了肝组织的修复。该策略为基于MSCs的组织修复疗法提供了一种全新的研究视角。

原文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adt7387