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Science子刊:重磅!利用表达PD-L1的造血干细胞有望治疗1型糖尿病

来源:本站原创 2017-11-17 11:58

2017年11月17日/生物谷BIOON/---蛋白PD-L1在来自1型糖尿病小鼠和1型糖尿病患者的造血干细胞中是缺乏的。在一项新的研究中,来自美国和意大利的研究人员通过灌注事先经过处理产生更多的蛋白PD-L1的造血干细胞,成功地逆转了小鼠模型中的1型糖尿病。这些造血干细胞抑制来自小鼠和人类的胰岛细胞中的自身免疫反应,并且逆转糖尿病小鼠中的高血糖症。相关研究人员发表在2017年11月15日的Science Translational Medicine期刊上,论文标题为“PD-L1 genetic overexpression or pharmacological restoration in hematopoietic stem and progenitor cells reverses autoimmune diabetes”。

论文通信作者、美国波士顿儿童医院的Paolo Fiorina博士说,“当你注射这些造血干细胞时,你实际上是在重塑免疫系统。”

这项研究证实灌注到这些小鼠中的这些事先经过处理的造血干细胞到达胰腺(产生胰岛细胞的地方)中。几乎所有的这些小鼠在短期内都被治愈了,而且这些小鼠中的三分之一在它们的生命当中维持正常的血糖水平。不论是通过基因疗法还是利用小分子进行预处理让造血干细胞产生PD-L1,这种治疗方法都是有效的。

PD-L1的功能

之前的研究已经尝试过利用免疫疗法来治疗1型糖尿病以便抑制免疫系统对人体胰岛细胞发起的自身免疫攻击。这些尝试都失败了,这部分上是因为这些疗法并不是专门针对糖尿病的。自体骨髓移植---给患者灌注他们自己的造血干细胞从而重新激活他们的免疫系统---有益于一些患者,但是并不有益于所有的患者。

Fiorina说,“造血干细胞具有免疫调节能力,但是在糖尿病小鼠和糖尿病患者中,这些能力似乎受到损伤。我们发现在糖尿病中,造血干细胞存在缺陷,从而促进炎症产生,并且可能导致疾病发生。”

由Fiorina和论文第一作者、波士顿儿童医院的Moufida Ben Nasr博士领导的一个研究团队首先对造血干细胞的转录组进行分析以便发现这些干细胞产生哪些蛋白。

利用一种基因表达芯片,他们发现控制PD-L1产生的基因调节因子(即microRNA)在来自糖尿病小鼠和糖尿病患者的造血干细胞中发生变化。这种变化阻止PD-L1产生,即便是在这种疾病的早期也是如此。

他们进一步证实在1型糖尿病中,PD-L1具有强效的抗炎性作用。

已知PD-L1是一种免疫检查点分子。它结合到经激活会导致自身免疫反应的炎性T细胞表面上的PD-1受体上。这种结合导致这些T细胞死亡或者变得不活跃。

当这些研究人员利用一种无害的病毒作为载体,将健康的PD-L1基因导入到来自糖尿病小鼠的造血干细胞中时,这些经过处理的造血干细胞可逆转这些小鼠所患的糖尿病。他们还发现利用三个小分子---β-干扰素、γ-干扰素和聚肌苷酸-聚胞苷酸(polyinosinic-polycytidylic acid)---组成的混合物处理这些造血干细胞时,也能够实现相同的效果。
图片来自M. Ben Nasr et al., Science Translational Medicine (2017)。

Ben Nasr说,“我们认为解决PD-L1不足可能为治疗这种疾病提供一种新的治疗工具。”

未来发展方向

还需要开展进一步的研究来确定这种细胞疗法的影响持续多长时间和多久开展这种治疗一次。Fiorina说,“这种方法的美妙之处在于它几乎没有任何副作用,这是因为它使用病人自己的细胞。”

通过与来自Fate Therapeutics公司的科学家们合作,Fiorina和同事们正在努力优化这种小分子“混合物”来调节这些造血干细胞。他们已完成与美国食品药品管理局(FDA)的新药临床实验申请前(pre-investigational new drug, pre-IND)会议以便支持开展一项针对1型糖尿病的临床试验。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Moufida Ben Nasr, Sara Tezza, Francesca D’Addio et al. PD-L1 genetic overexpression or pharmacological restoration in hematopoietic stem and progenitor cells reverses autoimmune diabetes. Science Translational Medicine, 15 Nov 2017, 9(416):eaam7543, doi:10.1126/scitranslmed.aam7543

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