J Control Release：糖尿病和其他疾病的细胞治疗的一种有前途的策略
来源：生物谷原创 2024-08-30 13:12
本研究强调了基于卵磷脂的微胶囊化在提高结构稳定性和免疫保护方面的显著益处。
治疗性细胞移植是动态调节代谢疾病的一种很有前途的治疗方法，然而，由于终身服用免疫抑制药物来预防排斥反应，这种治疗方法在临床应用中受到限制。为了对移植细胞进行免疫保护，可以将其包裹在半透膜中，以保护它们免受宿主的免疫反应。
生物相容性海藻酸多糖微胶囊化是一种广泛应用的免疫分离方法，这一过程创造了一个屏障，保护细胞免受宿主免疫反应的影响，同时仍允许必要的生存因子，如氧气、细胞营养物质、葡萄糖和胰岛素通过胶囊膜。此外，微胶囊化为非人类来源的异种细胞提供了可能，这可能是克服供体组织供应有限障碍的一种手段。
海藻酸盐是一种从褐藻中提取的天然阴离子多糖。它可以在二价金属离子存在下凝胶化，这使得它在组织工程中很有用。当二价阳离子，通常是钙离子(Ca2+)与古醛酸残基块发生离子相互作用时，就会发生藻酸盐凝胶化，从而形成一个三维网络，通常被称为“蛋盒”模型。然而，许多一价阳离子的存在，如钠离子(Na+)，可以导致与二价阳离子交换，导致水凝胶的溶胶-凝胶相变。
在这种情况下，海藻酸盐微胶囊本身逐渐溶解和肿胀，可能会缩短微胶囊的寿命，并使内部细胞暴露于免疫系统。对微胶囊内受损细胞的免疫反应可导致细胞因子和被称为损伤相关分子模式(DAMPs)的促炎分子的分泌，包括DNA片段、尿酸、高迁移率组盒1 (HMGB1)和热休克蛋白(HSPs)。这可以吸引更多的炎症细胞到植入部位，导致免疫激活和细胞死亡的恶性循环。因此，至关重要的是赋予海藻酸盐微胶囊适当的机械强度(无论Ca2+)，以保护被包裹的细胞免受免疫系统的破坏性影响。
图片来源：https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2024.07.053
近日，来自韩国汉阳大学工学学院生物工程系的研究者们在J Control Release杂志上发表了题为“Biocompatible and nondegradable microcapsules using an ethylamine-bridged EGCG dimer for successful therapeutic cell transplantation”的文章，该研究揭示了基于EGCG的微胶囊可以产生Ca2+螯合抗性和抗氧化活性，这可能是糖尿病和其他疾病的细胞治疗的一种有前途的策略。
传统的海藻酸盐微胶囊被广泛用于包封治疗细胞以减少宿主的免疫反应。然而，一价阳离子与二价阳离子交换交联可导致溶胶-凝胶相变，导致微胶囊在体内逐渐降解和肿胀。为了解决这一限制，研究者提出了一种基于乙胺桥接EGCG二聚体(EGCG(d))的生物相容性和不可降解的表没食子儿茶素-3-没食子酸酯(EGCG)微胶囊，称为“epi胶囊”。
与传统海藻酸盐微胶囊相比，这些胶囊具有更高的物理性能和Ca2+螯合抗性。由于EGCG(d)分子之间的交联，辣根过氧化物酶(HRP)处理对增加表皮胶囊((+)HRP)的稳定性非常有效。
常规海藻酸盐和海藻酸盐- egcg (d) (Al-EGCG(d))微胶囊的比较
图片来源：https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2024.07.053
有趣的是，使用预氧化EGCG(d)的Epi-Capsules(oxi)可以支持糖尿病小鼠体内异种移植胰岛素分泌胰岛的长期存活(>90天)，这是由于其结构稳定性和活性氧(ROS)清除能力降低了纤维化活性。此外，研究表明，预氧化EGCG(d)分层可以提高海藻酸盐微胶囊的结构稳定性。延长移植存活时间和改善包封治疗性胰岛细胞的功能突出了epi -胶囊(oxi)治疗糖尿病的潜力。
epi -胶囊(oxi)包膜治疗性胰岛的长期功能异种移植
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综上所述，本研究强调了基于卵磷脂的微胶囊化在提高结构稳定性和免疫保护方面的显著益处。Epi-Capsules(oxi)有效地减轻了Ca2+扩散和离子交换引起的结构破坏，这是传统海藻酸盐微胶囊的常见局限性。研究者推测，增强的物理特性和H2O2清除能力可能有助于异种胰岛在epi -胶囊(oxi)中的长期存活。总的来说，这种具有预氧化EGCG(d)的创新技术有可能克服传统海藻酸盐基细胞微胶囊化的挑战。(生物谷 Bioon.com）
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