糖尿病腎病(DN)是糖尿病最常見的微血管并發(fā)癥之一。傳統(tǒng)治療方法存在一定的局限性,難以有效延緩病情進(jìn)展。間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)因其具有自我更新、多向分化和免疫調(diào)節(jié)能力,能夠調(diào)節(jié)腎臟免疫微環(huán)境、修復(fù)受損組織,為DN的治療提供了新的策略。然而,MSCs存在免疫排斥、細(xì)胞失活、定向分化困難、歸巢能力不足以及移植后細(xì)胞保留率低等問題,限制了其在DN患者中的臨床應(yīng)用。
新視角:優(yōu)化間充質(zhì)干細(xì)胞治療糖尿病腎病療效的方式有哪些?
近日,歐洲藥理學(xué)雜志《European Journal of Pharmacology》發(fā)表了一篇“糖尿病腎病治療的新視角:間充質(zhì)干細(xì)胞治療的挑戰(zhàn)與前景”的臨床研究綜述。

本綜述旨在針對DN病理特征提出優(yōu)化策略,以提高M(jìn)SCs的療效并減少其副作用。具體而言,包括優(yōu)化細(xì)胞培養(yǎng)體系和凍存方案,以及移植前藥物預(yù)處理以增強(qiáng)MSCs的功能和活力。
首先,探索了藥物與MSC協(xié)同治療,利用多種作用機(jī)制來改善治療效果。其次,我們還致力于整合生物材料和基因編輯技術(shù),以顯著提高細(xì)胞存活率、靶向特異性和組織植入率。同時(shí),確定最佳治療劑量和給藥途徑仍然至關(guān)重要。這些多層面的策略不僅為克服現(xiàn)有技術(shù)限制提供了理論框架,也為加速M(fèi)SC療法的臨床轉(zhuǎn)化奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
一、什么是糖尿病腎病-糖尿病腎病的治療方式
糖尿病腎病 (DN) 是由糖尿病引起的腎臟微血管病變,也是終末期腎臟疾病的主要原因之一。其臨床特征是持續(xù)性白蛋白尿和 (或) 進(jìn)行性腎小球?yàn)V過率下降。根據(jù)國際糖尿病聯(lián)盟的數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)到2045年全球糖尿病患者數(shù)量將達(dá)到7.84億,其中近 40% 的糖尿病患者將發(fā)展為DN。
目前,DN的治療策略主要集中在使用口服降糖藥控制血糖,以及通過血管緊張素轉(zhuǎn)換酶 (ACE) 抑制劑和他汀類藥物控制血壓和調(diào)節(jié)血脂。對于終末期DN患者需要考慮透析治療 (包括血液透析和腹膜透析) 或腎移植以維持生命和改善生活質(zhì)量 (QOL)。然而,針對DN的有效治療方法仍然比較匱乏,隨著DN患者數(shù)量的不斷增加,迫切需要制定更有效的治療策略。

二、間充質(zhì)干細(xì)胞治療糖尿病腎病:再生醫(yī)學(xué)前沿的機(jī)遇、挑戰(zhàn)與創(chuàng)新策略
Caplan(1991)在其論文中首次提出“間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)”一詞,強(qiáng)調(diào)MSCs具有自我更新能力和分化為多種細(xì)胞類型的潛力。MSCs最初是從骨髓中分離和鑒定的。隨后研究發(fā)現(xiàn),MSCs也可從多種組織中提取,包括臍帶、胎盤、脂肪組織、骨骼肌、肝臟和肺臟。MSCs的抗纖維化、抗炎、抗凋亡特性及其向腎細(xì)胞分化的能力使其在免疫調(diào)節(jié)和組織修復(fù)中發(fā)揮關(guān)鍵作用,為腎臟提供保護(hù)作用。此外,對2006年至2021年MSCs臨床應(yīng)用的回顧性分析表明,MSCs具有良好的安全性,其不良反應(yīng)主要為發(fā)熱、局部反應(yīng)、失眠、便秘等輕微且短暫的癥狀,尚未見嚴(yán)重不良事件的報(bào)道。由于MSCs來源廣泛、幾乎不受倫理限制、免疫原性低、安全性高、具有腎臟保護(hù)作用,已成為一種極具前景的DN治療策略。
然而,DN患者體內(nèi)持續(xù)的高血糖、高血脂狀態(tài)導(dǎo)致晚期糖基化終產(chǎn)物(AGEs)的蓄積,加之腎臟微血管病變、腎小球硬化、足細(xì)胞損傷、纖維化等病理改變,形成了復(fù)雜的微環(huán)境,該微環(huán)境會(huì)抑制MSCs的增殖、遷移和分化能力。因此,將MSCs成功轉(zhuǎn)化為臨床有效的DN治療藥物仍面臨諸多挑戰(zhàn),主要包括:(1)細(xì)胞來源異質(zhì)性及質(zhì)控局限性;(2)細(xì)胞活力及存活率低;(3)定向分化效率低;(4)靶向歸巢能力不足。
本文回顧現(xiàn)有研究,認(rèn)為可通過優(yōu)化MSC培養(yǎng)條件及凍存方案、藥物預(yù)處理MSC、藥物與MSC聯(lián)合應(yīng)用、利用生物材料工程、基因工程技術(shù)對MSC進(jìn)行改造以及優(yōu)化給藥方式和劑量等措施,進(jìn)一步增強(qiáng)MSC治療DN的療效,減少副作用,從而促進(jìn)MSC的臨床轉(zhuǎn)化,改善DN患者的生活質(zhì)量,延緩病情進(jìn)展。

三、間充質(zhì)干細(xì)胞治療糖尿病腎病的作用機(jī)制及臨床應(yīng)用
間充質(zhì)干細(xì)胞治療糖尿病腎病的作用機(jī)制
近年來,大量的臨床前研究結(jié)果充分表明MSCs在保護(hù)腎臟、延緩DN進(jìn)展方面具有顯著的治療潛力,其作用機(jī)制涵蓋抑制炎癥和纖維化、調(diào)控線粒體自噬、促進(jìn)血管生成、改善腎臟組織微環(huán)境等多個(gè)方面。
1. 免疫調(diào)節(jié)與抗炎作用:MSCs在緩解DN炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用,其機(jī)制涉及多個(gè)方面,主要包括分泌抗炎細(xì)胞因子,抑制促炎細(xì)胞因子如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的表達(dá),促進(jìn)巨噬細(xì)胞由促炎性M1表型向抗炎性M2表型轉(zhuǎn)變,降低CD103陽性樹突狀細(xì)胞的活性,減少樹突狀細(xì)胞介導(dǎo)的CD8陽性T細(xì)胞的浸潤。MSCs通過旁分泌途徑釋放多種生物活性介質(zhì),調(diào)節(jié)髓系和淋巴系免疫細(xì)胞的功能,從而發(fā)揮抗炎和免疫調(diào)節(jié)作用。
2. 抗纖維化與細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)重塑:此外,MSCs還參與調(diào)控DN腎間質(zhì)纖維化。MSCs能夠上調(diào)基質(zhì)金屬蛋白酶的表達(dá),同時(shí)抑制轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)等促纖維化因子的表達(dá),從而降解受損組織中異常或老化的細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)成分,減少ECM的蓄積,最終延緩DN腎纖維化的進(jìn)展。然而,MSCs調(diào)控ECM重塑的具體分子機(jī)制,包括其中涉及的信號通路和轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控網(wǎng)絡(luò),仍需進(jìn)一步深入研究。
3. 線粒體保護(hù)與代謝調(diào)控:MSCs除了直接發(fā)揮抗炎、抗纖維化作用外,還通過多種機(jī)制發(fā)揮腎臟保護(hù)作用。例如,胎盤來源的MSCs(P-MSCs)已被證實(shí)能夠改善線粒體的結(jié)構(gòu)和功能,提高線粒體膜電位和ATP含量,減少活性氧(ROS)的積累,其機(jī)制可能與上調(diào)Sirtuin1的表達(dá)、調(diào)控線粒體自噬,從而減輕足細(xì)胞損傷有關(guān)。
4. 細(xì)胞分化與組織再生:同時(shí),MSCs也具有分化為足細(xì)胞、腎小管上皮細(xì)胞等腎固有細(xì)胞的潛能,直接參與組織修復(fù)。此外,MSCs還能激活核因子E2相關(guān)因子2通路,減輕腎細(xì)胞氧化應(yīng)激和凋亡,進(jìn)一步增強(qiáng)其腎臟保護(hù)作用。
DN的發(fā)生發(fā)展與內(nèi)皮損傷密切相關(guān),MSCs可通過激活絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)/細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶信號通路,促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖、血管生成,修復(fù)受損內(nèi)皮,改善腎臟微循環(huán),還可以通過調(diào)節(jié)血糖等間接途徑發(fā)揮作用,進(jìn)一步減緩DN的進(jìn)展。
5. 旁分泌與外泌體介導(dǎo)的多效作用:MSCs的旁分泌作用也至關(guān)重要。MSCs分泌的外泌體攜帶豐富的生物活性分子,如蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、mRNA和microRNA。這些分子可以通過內(nèi)吞或膜融合等機(jī)制與靶細(xì)胞相互作用,發(fā)揮抗凋亡、抗炎、抗氧化、抗纖維化等多效保護(hù)作用,從而增強(qiáng)MSCs的治療效果。
間充質(zhì)干細(xì)胞治療糖尿病腎病的臨床應(yīng)用
隨著對MSC特性的深入研究,全球范圍內(nèi)相關(guān)臨床試驗(yàn)的數(shù)量大幅增加,根據(jù)網(wǎng)站https://clinicaltrials.gov/截至2024年11月2日的數(shù)據(jù),全球范圍內(nèi)針對MSC的臨床試驗(yàn)超過1500項(xiàng),其中針對治療DN的試驗(yàn)有6項(xiàng)(表1)。
| NCT編號 | 藥品 | 階段 | 患者人群 | 劑量和給藥方式 | 研究目標(biāo) |
|---|---|---|---|---|---|
| NCT02585622 | 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞 | 第1階段;第2階段 | DN(2型糖尿病,病程3年或以上);40-85歲 | 80、160或240×106個(gè)?細(xì)胞;靜脈內(nèi); | 評估同種異體BM-MSCs的安全性、可行性及耐受性。對2型糖尿病(T2D)和進(jìn)展性糖尿病腎病(DN)患者的初步療效。 |
| NCT03840343 | 間充質(zhì)干細(xì)胞 | 第一階段 | DN;45-75歲 | 2.5×105個(gè)?細(xì)胞/kg或5.0×105 個(gè)細(xì)胞/kg;單腎,動(dòng)脈內(nèi)給藥;(每三個(gè)月一次,共兩次) | 評估 DN 患者動(dòng)脈內(nèi)輸送自體 AD-MSCs 的安全性、耐受性及早期療效。 |
| NCT03288571 | 沃頓果凍衍生的 MSCs | 第1階段;第2階段 | 糖尿病腎病(2型糖尿病);35-70歲 | 3ml細(xì)胞懸液/一個(gè)腎臟,選擇3個(gè)腎實(shí)質(zhì)部位,每個(gè)部位1ml;超聲引導(dǎo);(每兩周三次) | 評估將沃頓果凍衍生的 MSCs 注射到 DN 患者腎實(shí)質(zhì)的安全性。 |
| NCT04125329 | 臍血間充質(zhì)干細(xì)胞 | 第一階段早期 | 糖尿病腎病(2型糖尿病);18-60歲 | 約1×106個(gè)?細(xì)胞/kg;外周靜脈注射;(每月一次,共三次) | 評估60周內(nèi)UC-MSCs治療的安全性、耐受性和有效性。 |
| NCT04216849 | 臍血間充質(zhì)干細(xì)胞 | 第1階段;第2階段 | 糖尿病腎病(2型糖尿病);30-70歲 | 1.5×106細(xì)胞/kg;靜脈注射;(每八個(gè)月一次,共五次) | 評估UC-MSCs輸注對接受傳統(tǒng)降糖治療的中國2型糖尿病腎病患者的療效和安全性。 |
| NCT04562025 | 臍血間充質(zhì)干細(xì)胞 | 不適用 | DN(2型糖尿病,病程5-15年);30-65歲 | 1×106個(gè)?細(xì)胞/kg體重/100 mL含1%人血白蛋白的生理鹽水;靜脈注射;(每周一次,共三次) | 評價(jià)UC-MSCs治療DN的安全性和有效性。 |
一項(xiàng)Ib/IIa期隨機(jī)對照試驗(yàn)評估了同種異體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BM-MSCs)在患有2型糖尿病(T2DM)合并進(jìn)行性DN的成年患者中的安全性、耐受性及初步有效性。結(jié)果顯示,單次靜脈輸注80×106個(gè)MSCs具有良好的安全性和耐受性,在18個(gè)月的隨訪期間未觀察到臨床相關(guān)的免疫反應(yīng),提示免疫原性較低。與安慰劑組相比,MSCs組估算腎小球?yàn)V過率(eGFR)的年下降率顯著較低(P?=0.034)。
此外,根據(jù)腎臟風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測方程,MSCs組患者在未來兩年內(nèi)終末期腎病風(fēng)險(xiǎn)保持穩(wěn)定,而安慰劑組風(fēng)險(xiǎn)顯著升高,提示MSC治療可能延緩DN進(jìn)展。但仍需進(jìn)一步研究驗(yàn)證。為探索不同劑量MSCs的有效性,本試驗(yàn)亦設(shè)有兩個(gè)劑量遞增隊(duì)列(160×106和240×106細(xì)胞),后續(xù)研究將陸續(xù)開展。
值得注意的是,6項(xiàng)MSC治療DN的臨床試驗(yàn)采用了不同來源(包括骨髓、脂肪組織、臍帶血和華通氏膠)的MSC,其細(xì)胞制備方法和給藥方案存在顯著差異,這可能導(dǎo)致觀察到的臨床療效存在差異。目前,對于最佳的MSC來源、制備工藝和給藥方案尚缺乏明確的共識,需要開展系統(tǒng)性研究以確定最佳方案。同時(shí),應(yīng)根據(jù)DN的疾病分期制定個(gè)體化給藥方案,以進(jìn)一步證實(shí)MSC治療的臨床益處。
四、優(yōu)化間充質(zhì)干細(xì)胞治療糖尿病腎病的療效的方法
通過培養(yǎng)條件優(yōu)化間充質(zhì)干細(xì)胞治療糖尿病腎病療效
MSCs極易受環(huán)境因素影響,導(dǎo)致細(xì)胞活力、存活率和分化效率下降等問題。在DN病理微環(huán)境中,高糖應(yīng)激、AGEs積累、氧化應(yīng)激等因素可顯著抑制MSCs的增殖和分化,并通過激活p38 MAPK介導(dǎo)的信號通路加劇MSCs的功能受損。
為了克服這些制約因素,近年來,研究者積極探索通過優(yōu)化體外培養(yǎng)環(huán)境來增強(qiáng)MSCs的適應(yīng)性、改善其生物學(xué)特性的方法。這些優(yōu)化措施主要包括調(diào)整培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分和氧濃度,采用三維(3D)細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù),建立更接近體內(nèi)微環(huán)境的培養(yǎng)體系。
三維(3D)培養(yǎng)環(huán)境:三維培養(yǎng)通過水凝膠、微孔支架等技術(shù)模擬體內(nèi)細(xì)胞微環(huán)境,顯著增強(qiáng)間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)的旁分泌功能。相較于傳統(tǒng)二維(2D)培養(yǎng),3D培養(yǎng)的MSCs分泌更多生長因子(如VEGF、HGF)、外泌體及免疫調(diào)節(jié)分子,其條件培養(yǎng)基(3D-CM)在糖尿病腎病(DN)模型中展現(xiàn)出更強(qiáng)的腎臟修復(fù)能力,可有效改善足細(xì)胞損傷、腎小管壞死及免疫紊亂。機(jī)制上,3D培養(yǎng)通過力學(xué)信號(如細(xì)胞間接觸)激活整合素-FAK通路,促進(jìn)MSCs的蛋白質(zhì)合成與分泌,同時(shí)維持其多向分化潛能。未來需優(yōu)化3D培養(yǎng)系統(tǒng)(如動(dòng)態(tài)灌注生物反應(yīng)器),結(jié)合單細(xì)胞測序解析空間異質(zhì)性,以實(shí)現(xiàn)臨床級規(guī)模化生產(chǎn)。
缺氧預(yù)處理:缺氧預(yù)處理通過模擬腎臟低氧微環(huán)境(1.5%-5%O?)或使用缺氧模擬劑(如去鐵胺、全反式維甲酸),顯著提升MSCs的存活率與旁分泌效能。低氧條件激活HIF-1α信號軸,驅(qū)動(dòng)VEGF、SDF-1α等血管生成因子及抗氧化酶(如SOD)的表達(dá),同時(shí)抑制炎癥因子(如TNF-α)釋放,從而增強(qiáng)MSCs的腎保護(hù)作用。研究顯示,缺氧預(yù)處理MSCs可減輕腎小球系膜擴(kuò)張、抑制足細(xì)胞凋亡,并通過調(diào)控自噬-線粒體穩(wěn)態(tài)延緩DN進(jìn)展。未來需探索氧濃度梯度動(dòng)態(tài)調(diào)控策略,結(jié)合基因編輯(如HIF-1α過表達(dá))與藥物聯(lián)用,以突破病理微環(huán)境對移植細(xì)胞的抑制作用。
胎牛血清(FBS)替代策略:為規(guī)避FBS的批間差異與病原體風(fēng)險(xiǎn),人源血小板裂解物(HPL)及無血清培養(yǎng)基(如StemPro MSC SFM)成為MSCs培養(yǎng)的新型替代方案。HPL富含PDGF、FGF等生長因子,可加速M(fèi)SCs增殖并增強(qiáng)其免疫抑制特性;無血清培養(yǎng)基則通過成分標(biāo)準(zhǔn)化保障細(xì)胞均一性,同時(shí)避免異種蛋白引發(fā)的免疫排斥。研究證實(shí),替代方案培養(yǎng)的MSCs分泌更高水平的VEGF與bFGF,且群體倍增時(shí)間縮短,適用于大規(guī)模臨床級生產(chǎn)。未來需建立嚴(yán)格的質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合代謝組學(xué)篩選關(guān)鍵營養(yǎng)組分,并通過多中心臨床試驗(yàn)驗(yàn)證其在DN治療中的長期安全性與療效。
通過冷凍保存方案優(yōu)化間充質(zhì)干細(xì)胞治療糖尿病腎病的療效
低溫凍存是目前大多數(shù)MSC產(chǎn)品在運(yùn)輸和儲存過程中的主要保存方式。然而,該方式易導(dǎo)致MSC出現(xiàn)生理功能障礙、活力降低,甚至可能誘導(dǎo)細(xì)胞衰老。尤其對于DN的治療,MSC的細(xì)胞狀態(tài)直接影響其損傷修復(fù)、免疫調(diào)節(jié)等治療效果。因此,優(yōu)化MSC凍存方案,減少細(xì)胞損傷、維持較高的存活率,是保證其在DN治療中發(fā)揮預(yù)期療效的必要條件。
冷凍保存的關(guān)鍵在于減少冰晶損傷,采用慢速冷凍(?1℃/min)結(jié)合滲透性冷凍保護(hù)劑(如DMSO)促進(jìn)胞內(nèi)水分外流,抑制冰晶形成。然而,DMSO的基因毒性及膜流動(dòng)性干擾促使研究者探索新型保護(hù)劑(如海藻糖、乙二醇)或玻璃化冷凍技術(shù)(利用高濃度保護(hù)劑形成無定形固態(tài)),以規(guī)避冰晶風(fēng)險(xiǎn)并提升長期凍存安全性。優(yōu)化冷凍容器材質(zhì)(如生物相容性納米涂層)及控核裝置可精準(zhǔn)調(diào)控冰晶成核位點(diǎn),進(jìn)一步降低機(jī)械損傷。
現(xiàn)有的凍存方案大多通過減少凍融過程中冰晶對細(xì)胞的損傷,避免運(yùn)輸和儲存過程對MSC活力和功能的影響。此外,有研究建議,在臨床應(yīng)用前,應(yīng)將凍存的MSC至少進(jìn)行一次體外培養(yǎng),以恢復(fù)生理穩(wěn)定性,確保其達(dá)到最佳治療狀態(tài)。這一步驟對于確保MSC進(jìn)入DN患者體內(nèi)時(shí)處于最佳的免疫調(diào)節(jié)和組織修復(fù)狀態(tài),從而最大限度地發(fā)揮其治療潛力至關(guān)重要。
通過藥物預(yù)處理及聯(lián)合治療優(yōu)化間充質(zhì)干細(xì)胞治療糖尿病腎病的療效
高糖環(huán)境對MSC的生物學(xué)特性和治療潛力有顯著的負(fù)面影響。研究表明,高糖刺激可通過蛋白激酶B(PKB)/哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信號通路的異常激活誘導(dǎo)MSC衰老,導(dǎo)致細(xì)胞增殖受到抑制、凋亡敏感性增加、多向分化潛能降低。此外,高糖環(huán)境可在短時(shí)間內(nèi)(8小時(shí)內(nèi))顯著降低細(xì)胞內(nèi)煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)水平,從而引發(fā)線粒體功能障礙,直接影響MSC的譜系特異性分化能力。研究還發(fā)現(xiàn)從2型糖尿病患者中分離的MSC存在功能障礙,限制了其在細(xì)胞治療中的應(yīng)用前景。為了克服高血糖環(huán)境對MSCs的不利影響,越來越多的研究集中于藥物預(yù)處理和聯(lián)合治療策略。
高糖微環(huán)境對MSC的制約與干預(yù)需求:高糖環(huán)境通過激活蛋白激酶B(PKB)/ 哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信號通路誘導(dǎo) MSC 衰老,導(dǎo)致其增殖能力下降、凋亡增加、分化潛能受損;同時(shí),短時(shí)間高糖刺激可降低細(xì)胞內(nèi)煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)水平,引發(fā)線粒體功能障礙,進(jìn)一步削弱MSC的譜系分化能力。2型糖尿病患者來源的 MSC 存在天然功能缺陷,限制了自體細(xì)胞治療的應(yīng)用。為此,藥物預(yù)處理及聯(lián)合治療策略成為改善 MSC 在糖尿病相關(guān)疾病(如糖尿病腎病,DN)中療效的關(guān)鍵方向,旨在克服高糖微環(huán)境對MSC的負(fù)面調(diào)控,提升其生物學(xué)功能。
藥物預(yù)處理增強(qiáng)MSC功能的核心機(jī)制:堿性成纖維細(xì)胞生長因子(bFGF)是目前研究較深入的預(yù)處理藥物,通過改善細(xì)胞形態(tài)、促進(jìn)增殖、抑制衰老與凋亡、減輕氧化應(yīng)激,顯著提升 MSC 的自我更新能力。例如,5 ng/ml bFGF 處理脂肪來源 MSC(AD-MSCs)可逆轉(zhuǎn)糖尿病導(dǎo)致的代謝紊亂,縮短群體倍增時(shí)間,其機(jī)制與減輕高血糖誘導(dǎo)的氧化損傷、恢復(fù)能量代謝穩(wěn)態(tài)相關(guān)。該策略尤其針對糖尿病患者自體 MSC 的功能缺陷,通過外源性生長因子干預(yù),優(yōu)化細(xì)胞質(zhì)量,為解決臨床應(yīng)用中自體細(xì)胞可用性不足的問題提供了可行路徑。
MSC與藥物聯(lián)合治療的協(xié)同效應(yīng)及策略:聯(lián)合治療通過 “藥物優(yōu)化 MSC 微環(huán)境 + MSC 增強(qiáng)藥物靶點(diǎn)效應(yīng)” 的雙通路發(fā)揮協(xié)同作用:
- 代謝與免疫調(diào)節(jié)協(xié)同:鈉 – 葡萄糖協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)體 2 抑制劑(恩格列凈)聯(lián)合 AD-MSCs 治療 DN 時(shí),前者改善代謝紊亂、抑制腎素 – 血管緊張素 – 醛固酮系統(tǒng)(RAAS)過度激活,后者通過免疫調(diào)節(jié)抑制成纖維細(xì)胞活化,二者共同減輕腎臟纖維化與炎癥反應(yīng)。
- 靶向保護(hù)與歸巢增強(qiáng):血管緊張素 Ⅱ1 型受體阻滯劑(厄貝沙坦)可擴(kuò)張血管、改善腎臟血流動(dòng)力學(xué),促進(jìn)臍帶 MSC(UC-MSCs)向損傷腎臟歸巢,協(xié)同保護(hù)腎小球足細(xì)胞,優(yōu)于單一治療效果。
- 信號通路阻斷與細(xì)胞保護(hù):胰高血糖素樣肽 – 1(GLP-1)受體激動(dòng)劑(艾塞那肽)或白藜蘆醇預(yù)處理 MSC,可通過降低 TGF-β1、TNF-α 等促炎因子表達(dá),阻斷 AGEs / 核因子 κB(NF-κB)信號通路,減輕細(xì)胞凋亡與纖維化,同時(shí)增強(qiáng) MSC 的遷移能力與存活效率。
未來研究需聚焦藥物與 MSC 的劑量優(yōu)化、作用時(shí)序匹配及個(gè)體化組合策略,通過多靶點(diǎn)協(xié)同干預(yù),從抗炎、抗纖維化、改善代謝微環(huán)境等層面系統(tǒng)遏制疾病進(jìn)展,推動(dòng)基于 MSC 的精準(zhǔn)聯(lián)合治療方案向臨床轉(zhuǎn)化。
結(jié)合生物材料工程與基因工程技術(shù)優(yōu)化間充質(zhì)干細(xì)胞治療糖尿病腎病的療效
研究人員融合生物材料工程、基因工程等新技術(shù),旨在解決目前MSC臨床應(yīng)用治療面臨的挑戰(zhàn)。通過構(gòu)建支架材料提供結(jié)構(gòu)和力學(xué)支撐,可提高細(xì)胞存活率并促進(jìn)其定向分化;或利用基因改造技術(shù),增強(qiáng)MSC的趨化性、歸巢能力和抗凋亡能力,從而提高其在損傷部位的靶向性和長期滯留效果。
優(yōu)化給藥途徑和劑量
MSCs治療DN時(shí),給藥途徑和劑量是影響療效的關(guān)鍵因素,目前常用的MSCs治療DN的給藥途徑包括靜脈注射、腎動(dòng)脈注射、局部注射等。
靜脈注射由于簡便、微創(chuàng)是最常用的給藥方式,可使MSCs通過循環(huán)系統(tǒng)分布至全身。然而,在DN的病理?xiàng)l件下,可能由于高血糖、炎癥和血管內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙等因素,MSCs的歸巢效率會(huì)降低,導(dǎo)致到達(dá)腎臟的細(xì)胞數(shù)量有限,而且細(xì)胞也容易滯留在肺等其他器官中。一些研究表明,預(yù)先使用血管擴(kuò)張劑(如硝普鈉)或多次小劑量重復(fù)給藥可增加腎臟中MSCs的濃度。
而腎動(dòng)脈注射可明顯增加MSCs在腎臟內(nèi)的初始分布,使其快速到達(dá)病變部位,從而增強(qiáng)局部修復(fù)效果。在DN大鼠模型中,腎動(dòng)脈注射MSCs可明顯減少蛋白尿,并保護(hù)腎臟的超微結(jié)構(gòu)。但腎動(dòng)脈注射是一種侵入性操作,而DN患者常合并的血管病變可能會(huì)增加手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。雖然局部注射(如腎包膜下注射)可以在腎臟局部形成高濃度的MSCs,更精準(zhǔn)地作用于病變組織,但它仍然是一種侵入性操作。此外,由于局部注射的局限性,該治療方法可能無法充分發(fā)揮DN造成的彌漫性腎臟病變的針對性。
目前,MSCs治療DN的最佳給藥途徑和劑量尚未確定。總體而言,MSCs對受損器官功能的改善具有劑量依賴性。在DN大鼠中,高劑量人UC-MSCs(6.3×105個(gè)細(xì)胞)在保護(hù)腎功能和促進(jìn)血管生成方面優(yōu)于低劑量組(2.1×105個(gè)細(xì)胞)。但是,高劑量MSCs可能引起一些不良反應(yīng),例如局部血管栓塞和增強(qiáng)免疫反應(yīng)。在大多數(shù)臨床應(yīng)用中,MSCs常以1×10 6~2×106個(gè)細(xì)胞/kg的劑量進(jìn)行靜脈輸注。劑量從未超過1.2×107個(gè)細(xì)胞/kg,靜脈輸注的中位劑量為1×108個(gè)細(xì)胞/患者/劑,有效劑量范圍為7×107?-1.9×108個(gè)細(xì)胞/患者/劑。
MSCs在DN治療中的給藥途徑和劑量選擇,需綜合考慮療效、安全性及患者的個(gè)體特征。靜脈注射安全性較高,但療效可能受到限制;腎動(dòng)脈注射和局部注射具有更高的療效潛力,但風(fēng)險(xiǎn)也較高。劑量與療效雖存在一定的相關(guān)性,但高劑量可能帶來的副作用也不容忽視。未來研究應(yīng)著重優(yōu)化給藥策略,結(jié)合患者病情,探索更精準(zhǔn)、更安全的個(gè)體化治療方案。
五、討論?
綜上所述,當(dāng)前提高M(jìn)SCs在DN治療中的療效的研究主要集中在以下策略上:
(1)優(yōu)化細(xì)胞培養(yǎng)條件、藥物預(yù)處理、改進(jìn)凍融方案以提高移植前MSC的活力和功能;
(2)探索聯(lián)合療法,調(diào)整藥物種類和劑量比例,以達(dá)到療效和潛在副作用之間的最佳平衡;
(3)利用生物材料和基因工程方法提高M(jìn)SC的免疫隔離、靶向輸送和長期植入;
(4)實(shí)施個(gè)體化治療方案,以最大限度地提高患者的獲益。
目前,由于MSC制備過程復(fù)雜,涉及多個(gè)步驟,目前缺乏國際公認(rèn)的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致不同研究結(jié)果的可比性較差,也增加了臨床應(yīng)用的不確定性。推動(dòng)MSC制備的標(biāo)準(zhǔn)化至關(guān)重要。未來的研究應(yīng)致力于建立完整的MSC質(zhì)量控制體系,在細(xì)胞來源、培養(yǎng)條件、鑒定方法、質(zhì)檢指標(biāo)等方面建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。這不僅有助于提高M(jìn)SC產(chǎn)品的安全性和有效性,也有利于開展多中心臨床試驗(yàn),加速M(fèi)SC在DN等疾病治療中的應(yīng)用。
六、結(jié)論?
綜上所述,優(yōu)化MSC培養(yǎng)環(huán)境和凍存方案、整合藥物治療、生物材料/基因工程以及個(gè)體化給藥是增強(qiáng)MSC治療DN療效的關(guān)鍵策略。未來的研究應(yīng)繼續(xù)探索聯(lián)合治療及優(yōu)化方案,以提高療效并減少副作用,為MSC在DN治療中的臨床應(yīng)用奠定更堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
亮點(diǎn)
- ?MSCs 是 DN 的一種潛在新療法,但仍面臨多重困難。
- ?優(yōu)化培養(yǎng)環(huán)境可以增強(qiáng)MSCs的活力和分泌能力。
- ?藥物聯(lián)合使用可以增強(qiáng)MSCs的存活和歸巢能力。
- ?生物材料可以為 MSCs 提供免疫隔離環(huán)境,增強(qiáng)其靶向歸巢能力。
- ?基因工程可以增強(qiáng)MSCs的趨化和抗凋亡能力。
參考資料:[1]:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0014299925002973
免責(zé)說明:本文僅用于傳播科普知識,分享行業(yè)觀點(diǎn),不構(gòu)成任何臨床診斷建議!杭吉干細(xì)胞所發(fā)布的信息不能替代醫(yī)生或藥劑師的專業(yè)建議。如有版權(quán)等疑問,請隨時(shí)聯(lián)系我。
掃碼添加微信