一种用于安全实现间充质干细胞部分重编程与恢复活力的circRNA平台，无需使其转化为多能细胞

《Stem Cell Research & Therapy》：A circRNA platform for safe partial reprogramming and rejuvenation of mesenchymal stem cells without pluripotent conversion

　　

摘要

背景

间充质干细胞在细胞疗法中得到广泛应用，但体外扩增过程中的复制性衰老会限制其效力和一致性。部分重编程被视为一种让老化细胞恢复活力的有效策略，然而由于存在意外导致多能性转化的担忧，这一技术难以实现实际应用。

方法

我们开发了一种基于环状RNA的平台，用于安全地实现间充质干细胞的部分重编程与恢复活力。该平台利用脂质纳米颗粒递送同时表达OCT4、SOX2和KLF4的环状RNA（circ-OSK），从而在无需对干细胞基因组进行修改的情况下，实现部分重编程因子的短暂且协同表达。通过经过严格验证的滴式数字PCR系统检测多能性标志物ESRG，我们发现仅递送circ-OSK并不足以将间充质干细胞转化为诱导多能干细胞。

结果

circ-OSK介导的部分重编程显著提升了晚期传代、已出现衰老迹象的间充质干细胞的活力，降低了与衰老相关的β-半乳糖苷酶活性、DNA损伤标志物以及炎症细胞因子的分泌，同时保持了间充质干细胞的典型表面标记和基因组稳定性，并使其增殖、迁移以及向三种细胞类型分化的能力恢复到与早期传代干细胞相当的水平。通过此方法获得的恢复活力的间充质干细胞被定义为部分重编程间充质干细胞。进一步的RNA测序分析显示，这些细胞恢复了年轻时的基因表达模式，同时通过抑制PI3K-Akt信号通路，促进了具有抗压能力和再生能力的转录程序。RNA测序与SNP阵列分析相结合的结果证实，circ-OSK介导的部分重编程并未导致间充质干细胞失去其特性或基因组完整性，也不会引发多能性转化。

结论

我们的研究建立了一种基于环状RNA的部分重编程策略，能够在不引发多能性转化的情况下让间充质干细胞恢复活力，为提升基于间充质干细胞的细胞疗法产品的效力和质量提供了一种注重安全性的方法。