PNAS: Roe诱导的干细胞微囊用于炎症性肠病的治疗

充质干细胞(mesenchymal stem cells，MSCs)对多种免疫细胞发挥调节作用，是治疗炎症性肠病的一种有前途的治疗方法。然而，它们的治疗效果受到营养供应不足、免疫系统攻击和靶部位蓄积低等因素的限制。在这里，受卵黄的自然孵育机制的启发，作者提出了免疫隔离、湿粘性和营养丰富的微囊，用于治疗性MSCs的包裹。

生物激发、免疫隔离、湿性粘合和营养丰富的微囊与MSC包裹在IBD治疗中的应用示意图

图片来源: https://doi.org/10.1073/pnas.2112704118

炎症性肠病(Ibd)，包括克罗恩病(Cd)和溃疡性结肠炎，包括一系列慢性胃肠道炎症性疾病，其发病率在全球范围内呈上升趋势。针对与IBD发病相关的不同分子和细胞，包括免疫调节剂、氨基水杨酸酯和皮质类固醇，已经开发了各种药物和不同的策略来治疗IBD。但长期维持治疗效果不佳，复发率高，且患者可能存在持续性炎症和生活质量差的问题。作为治疗ibd的替代策略，间充质干细胞(Mscs)等细胞疗法已成为一种有吸引力的候选治疗方法。

这些骨髓间充质干细胞可以对多种免疫细胞发挥调节作用，包括树突状细胞、自然杀伤细胞、巨噬细胞和淋巴细胞，从而调节炎症性肠病的免疫失衡。尽管已经取得了许多成功，但注射的MSCs会立即被免疫细胞识别和清除，因此，MSCs的临床治疗效果受到生存时间短的极大挑战。此外，将骨髓间充质干细胞移植到靶部位以保证足够的治疗效果也是具有挑战性的。因此，具有更强的适合性、持久性和靶向性的新的MSC治疗策略仍然值得期待。

在这项研究中，受鱼卵的自然孵化机制的启发，我们提出了一种具有胚胎状结构和湿性粘附性的微流体MSC微囊，用于治疗IBD。微流控产生的微囊已经被提出作为一种生物工程技术，将干细胞包裹在半透免疫隔离膜中，用于治疗应用。然而，由于缺乏外壳的设计，目前的大多数微囊很难在靶部位给药，以保持有效的治疗效果。

此外，在微囊中提供足够的营养物质以支持微囊内MSCs的增殖也是具有挑战性的。相比之下，一些天然的鱼卵，如亚洲鲤鱼排卵的鱼卵，一直在进化出一种特殊的生理结构，以维持物种的延续。通常情况下，这些鱼核的核壳结构可以保护它们免受外界恶劣环境的影响，而它们外壳表面的粘附物可以将它们固定在不易被水流带走的水下物体上，以提高它们的存活率。更重要的是，这些鱼卵含有丰富的营养物质，可以支持它们自己发育成鱼。然而，仿生构建用于骨髓间充质干细胞包埋的鱼卵状多功能微囊却从未被研究过。

RSM的粘附力测试

图片来源: https://doi.org/10.1073/pnas.2112704118

在这里，作者使用静电驱动的同轴微流控技术来制备免疫隔离、湿式黏附和营养丰富的微囊，用于治疗性MSCs的包裹。静电驱动的微流体可以将MSCs包裹在无油的水相中，并保持细胞的生物活性。微胶囊的粘结壳由快速离子交联海藻酸钠(Alg)和可见固化的ε-聚-L-赖氨酸-接枝甲基丙烯酰胺(EPLMA)和多巴胺-甲基丙烯酰胺(DMA)在微液滴外层形成。该研究证实了，骨髓间充质干细胞包裹的卵黄诱导的微囊在治疗IBD方面有很好的应用前景，在各种疾病的治疗中具有很大的应用价值。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Guopu Chen et al. Roe-inspired stem cell microcapsules for inflammatory bowel disease treatment. Proc Natl Acad Sci U S A. 2021 Oct 26;118(43): e2112704118. doi: 10.1073/pnas.2112704118.