BJP | 上海药物所发现AhR-铁死亡轴调控间充质干细胞治疗作用
近年来,间充质干细胞(MSC)研究持续升温。相关研究在多种疾病治疗领域得到广泛尝试,是开展临床研究最多的细胞药物之一。然而, MSC临床治疗存在疗效欠佳、个体差异大等问题,严重制约了其转化应用。现有研究往往将其归因于MSC生产工艺复杂和临床设计有待优化。值得注意的是,细胞药物作为一种“活”的药物,其药效与机体对于药物自身的处置密切相关。换而言之,细胞药物的药动学行为可能和其药效密切相关。因此,从药动学角度研究机体内环境对MSC的细胞药代动力学(细胞体内命运)的影响,可以提供改善MSCs疗效和临床应用的新策略。
中国科学院上海药物研究所潘国宇课题组长期致力于细胞治疗、细胞体内动力学及作用机制研究。前期工作发现肝脏损伤将显著改变MSC的药动学特征(J Pharmacol Exp Ther. 2021),并发现在不同疾病条件下MSC的药效也会产生较大差异(Drug Metab Dispos. 2022)。
在此基础上,2023年8月4日,潘国宇课题组在British Journal of Pharmacology发表了题为“AhR-STAT3-Hmox1/Ptgs2 signaling pathway may restrict ferroptosis and improve hMSC accumulation and efficacy in mice liver”的研究论文,阐述了AhR-铁死亡轴影响MSC的暴露量进而改善治疗效果的新发现。
铁死亡(Ferroptosis)是一种铁依赖型的、过量脂质过氧化导致的调节性细胞死亡方式。在此项研究中,研究人员首先证明了铁死亡可显著降低MSC的细胞活力,并导致细胞衰老。这一作用可在体外环境被铁螯合剂去铁胺(DFO)显著逆转。在右旋糖酐铁诱导小鼠肝脏铁死亡模型中,肝脏中MSC细胞暴露量下降了近50%,这一结果验证了铁死亡和肝脏MSC暴露量的关系。然而在铁过载的动物模型中,使用铁螯合剂DFO直接移除游离铁对MSC药效的改善作用比较有限。
图1. AhR抑制剂调控铁死亡,显著提升MSC肝脏中暴露量
进一步研究发现,AhR抑制剂可将MSC的暴露量恢复至接近正常水平,并降低肝脏铁沉积、脂质过氧化等铁死亡指标。此外,研究人员利用小鼠肝缺血再灌注模型(临床高发的铁死亡相关肝损伤疾病模型)验证了以上结论。结果显示,该疾病模型中,MSC暴露量显著下降,小鼠血清可直接诱导MSC细胞发生铁死亡及功能障碍,而这些现象可被AhR抑制剂显著改善。值得注意的是,AhR抑制剂与MSC联用可以产生协同作用,显著改善肝缺血再灌注相关的肝脏损伤、炎症浸润等病理变化。进一步,利用转录组学验证,发现AhR可能通过调控Stat3-Hmox1/Ptgs2信号通路来抑制铁死亡对MSC的不利影响。
图2. AhR-铁死亡轴改善MSC细胞治疗作用机制模式图
综上,该研究首次证明肝脏损伤中的铁死亡是限制MSC细胞暴露量的重要因素。肝脏中的 AhR 可通过 STAT3-Hmox1/Ptgs2 通路减少铁死亡,改善肝脏微环境,进而有效提升MSC的暴露量和治疗效果,且AhR抑制剂(CH223191)发挥药效的剂量仅需铁螯合剂(DFO)的十分之一。本研究为促进MSC的临床应用及转化提供了有价值的理论参考。
全文链接:https://doi.org/10.1111/bph.16208
会议详情
会议名称:2023(第14届)细胞与基因治疗国际研讨会
暨抗体工程与创新免疫治疗技术论坛
暨2023细胞免疫治疗专业委员会年会
主办单位:生物谷、梅斯医学、同济大学附属同济医院、南京可缘
大会时间:9月22-23日
大会地点:上海
大会规模:1500人
2010年至今,生物谷联合各合作单位已经顺利召开了13届细胞与基因治疗国际研讨会,与全球致力于细胞治疗行业同仁们一同成长沉淀,在提供行业信息交流平台的同时,也为基础研究提供了技术/产品等产业化的孵化平台。
基于此,本届会议将继续以转化医学为切入点,以基础研究与临床应用相结合,针对细胞治疗的临床前沿研究、临床监管、治疗规范、细胞治疗安全性,免疫细胞新型疗法、实体瘤治疗、干细胞与癌症、抗体药物、核酸药物、基因编辑、肿瘤免疫治疗等热门议题进行讨论,诚邀国内外产学研医专家共聚,共绘产业发展新蓝图!
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