工程化间充质干细胞:多发性骨髓瘤治疗的新希望

【字体: 时间:2025年02月13日 来源:Stem Cell Research & Therapy 7.1

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  为解决多发性骨髓瘤(MM)治疗难题,江西省人民医院研究人员开展用基因工程化人脐带间充质干细胞(UCMSCs)分泌 Tandab(CD3/BCMA)治疗 MM 的研究,发现该疗法在体内外均有效且安全,为 MM 治疗提供新方向。

  

一、研究背景

多发性骨髓瘤(Multiple Myeloma,MM)是一种恶性浆细胞疾病,在所有血液系统癌症中占比 10 - 15%。尽管目前 MM 的治疗手段,如蛋白酶体抑制剂、免疫调节药物、单克隆抗体和干细胞移植等有所进展,但 MM 仍难以治愈,患者常对现有药物产生耐药性,因此急需新的治疗方法。
T 细胞重定向双特异性抗体(T - BsAbs)通过引导 T 细胞识别肿瘤特异性表面抗原,激活免疫系统杀伤癌细胞,为 MM 治疗带来希望。然而,双特异性抗体在临床应用和生产过程中存在诸多问题,比如部分无 Fc 段的双特异性抗体半衰期短,患者需每日持续静脉输注,不仅不便,还增加了感染风险;而且由于靶抗原在非肿瘤细胞上表达,会引发脱靶毒性,如细胞因子释放综合征和神经毒性;此外,重组抗体生产过程中还存在稳定性差、易聚集等问题。
间充质干细胞(Mesenchymal Stem Cells,MSCs)因其具有肿瘤趋向性,被视为肿瘤生物治疗的理想细胞载体。其中,人脐带来源的间充质干细胞(UCMSCs)获取方便、易于扩增,是极具潜力的靶向递送系统。此前研究已构建出一种针对 MM 的四价双特异性串联二聚体抗体 Tandab(CD3/BCMA),但该抗体全身给药仍存在副作用。基于此,本研究旨在探索基因工程化 UCMSCs 表达 Tandab(CD3/BCMA)用于治疗 MM 的可行性和疗效。

二、研究概况

江西省人民医院的研究人员开展了此项研究。研究人员构建了能持续分泌 Tandab(CD3/BCMA)的工程化 UCMSCs(MSC - Tandab),并在体内外实验中验证了其对 MM 的治疗效果。该研究成果为 MM 的治疗提供了新的策略,有望推动细胞治疗在 MM 领域的临床应用。目前暂未提及论文发表在哪个期刊。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,从人脐带中分离 UCMSCs,并通过慢病毒转导技术将携带 Tandab(CD3/BCMA)基因的慢病毒载体导入 UCMSCs;其次,利用蛋白质免疫印迹(Western blot)和流式细胞术(Flow cytometry)等技术检测目的蛋白的表达和细胞的相关特性;再者,通过体外迁移实验、体内归巢实验评估 MSCs 的迁移和归巢能力;最后,建立 MM 异种移植小鼠模型,在体内验证 MSC - Tandab 的治疗效果。研究中使用的细胞系和患者样本分别来自美国典型培养物保藏中心和江西省人民医院血液科的 MM 患者。

三、研究结果

  1. MSC - Tandab(CD3/BCMA)的构建:成功构建表达 Tandab(CD3/BCMA)的慢病毒载体,并转导 UCMSCs 得到 MSC - Tandab。显微镜下观察,MSC - Tandab 和对照细胞 MSC - EV 均呈纺锤形且贴壁生长,荧光显微镜显示二者均有绿色荧光,表明转导成功,且转导效率超 62%。CCK - 8 实验表明慢病毒转导不影响细胞存活。Western blot 检测到 MSC - Tandab 细胞裂解物和培养上清中均有 Tandab 蛋白表达,ELISA 检测发现其分泌的 Tandab(CD3/BCMA)在转导后第 9 天达到峰值,第 15 天仍可检测到。此外,成脂和成骨分化实验证实 Tandab 的引入未改变 MSCs 的分化潜能。
  2. 感染 MSCs 分泌的 Tandab(CD3/BCMA)的功能验证:收集感染 MSCs 的培养上清进行实验,直接结合实验显示其中的 Tandab(CD3/BCMA)可与 BCMA 阳性的 H929、MM.1S 细胞及 CD3 阳性的 Jurkat 细胞结合,竞争结合实验表明其能显著阻止抗 BCMA 抗体和抗 CD3 抗体与相应细胞结合。将 MM.1S 细胞和外周血单个核细胞(PBMCs)在含不同上清的培养基中共培养,发现含 Tandab(CD3/BCMA)的上清可诱导 T 细胞激活,表现为激活标记物和脱颗粒标记物上调,同时共培养体系中 IL - 2、IFN - γ 和 TNF - α 水平显著升高,T 细胞增殖能力增强,且能有效杀伤靶细胞,杀伤效果随效应细胞与靶细胞比例增加而增强。
  3. UCMSCs 向多发性骨髓瘤的体外迁移能力:体外迁移实验表明,H929 细胞可刺激 MSCs 迁移,且慢病毒转导不影响 MSCs 的迁移能力。体内实验中,尾静脉注射 MSC - Tandab 或 MSC - EV 到荷瘤小鼠体内,免疫荧光染色显示转导的 MSCs 能迁移并有效聚集在肿瘤部位,MSC - Tandab 组中重组 Tandab(CD3/BCMA)融合蛋白在肿瘤组织积累,且与 MSCs 共定位。
  4. MSC - Tandab 在体外对 BCMA 阳性 MM 细胞的选择性细胞毒性:通过共培养实验,在 PBMCs 存在的情况下,MSC - Tandab 对 BCMA 阳性的 MM.1S 细胞有显著杀伤作用,可使 T 细胞激活标记物和脱颗粒标记物上调,培养上清中细胞因子水平升高,PBMCs 增殖比例增加,而对 BCMA 阴性的 Kasumi - 1 细胞和外周 B 细胞无明显影响。
  5. MSC - Tandab 介导健康供体 T 细胞对原发性 MM 细胞的杀伤:用 MSC - Tandab 与来自 3 例 MM 患者的骨髓单个核细胞(BMMNCs)共培养,结果显示 MSC - Tandab 能成功介导健康供体 T 细胞在效应细胞与靶细胞比例为 2:1 时杀伤肿瘤细胞,同时使 T 细胞激活标记物和脱颗粒标记物上调,细胞因子分泌增加。
  6. MSC - Tandab 诱导 MM 患者来源 T 细胞的激活并介导对自体 MM 细胞的杀伤:从 3 例 MM 患者的 BMMNCs 中分离 T 细胞和 MM 肿瘤细胞,与 MSC - Tandab 共培养。结果显示,MM 来源的 T 细胞在 MSC - Tandab 存在下能有效杀伤自身 MM 肿瘤细胞,同时 T 细胞激活标记物、脱颗粒标记物及细胞因子水平均升高,表明 MSC - Tandab 可激活 MM 患者来源的 T 细胞,进而杀伤 MM 细胞。
  7. MSC - Tandab 对 H929 异种移植瘤的抗肿瘤潜力:建立 H929 异种移植瘤小鼠模型,静脉注射 MSCs 和 PBMCs。结果显示,与对照组相比,MSC - Tandab 治疗组小鼠的肿瘤重量和体积减小,血清中 IFN - γ 水平升高,且治疗过程中小鼠体重无明显变化。共聚焦显微镜观察发现,MSC - Tandab 治疗组肿瘤组织中凋亡细胞增多,T 细胞浸润增加,且肺和肝组织无明显凋亡,病理分析表明该治疗未损伤主要器官。

四、研究结论与意义

本研究成功构建了用于治疗 MM 的新型双靶向系统,即基因工程化 UCMSCs 分泌 Tandab(CD3/BCMA)。体内外实验均证实该系统对 MM 具有显著抑制作用,且安全性良好。这一成果是对传统基于抗体的靶向分子治疗策略的重要补充,为修饰后的 MSCs 在临床治疗 MM 中的应用奠定了坚实的理论和实验基础,有望为 MM 患者带来新的治疗选择,推动细胞治疗在 MM 领域的进一步发展。同时,研究也指出 MSCs 作为细胞载体仍面临一些挑战,如在肿瘤生长中的作用存在争议,其临床应用于血液系统恶性肿瘤的研究大多还处于早期阶段,未来需要更多的研究来优化和完善这一治疗策略。
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