子科生物（https://show.guidechem.com/zikerbio/）报道：南开大学领导的研究团队近日在《Advanced Science》杂志上发表题为“Targeted Repair of Vascular Injury by Adipose-Derived Stem Cells Modified with P-Selectin Binding Peptide”的论文，采用一种新颖的方法对脂肪来源的干细胞进行修饰，从而实现血管损伤的靶向修复。

心血管疾病，包括冠状动脉阻塞，已成为人类健康的头号杀手。目前的主要治疗手段是经皮冠状动脉介入治疗（PCI），但这类手术往往会造成病理性血管损伤，其特征是P-选择素过度表达。

脂肪来源的干细胞（ADSC）已成为组织工程和再生医学的主要细胞来源，因为其易于分离且能够自我更新。不过，研究人员面临的难题是如何将细胞有效输送到感兴趣的组织。之前的一项研究表明，全身注射ADSC可以将其募集到受伤的血管，但ADSC缺乏与P-选择素结合的表面配体。因此，需要对ADSC进行修饰以增强其靶向能力。

DPP修饰

在这项研究中，研究人员将P-选择素结合肽（PBP）与聚乙二醇偶联的磷脂衍生物（DMPE-PEG）相结合，通过DMPE-PEG与磷脂双分子层之间的疏水相互作用将PBP插入ADSC细胞膜表面。

在对这种DPP（DMPE-PEG-PBP）修饰进行鉴定后，他们首先评估了修饰对ADSC行为的影响。结果表明，DPP修饰没有改变ADSC的基本功能。它既不影响ADSC的增殖，也不影响细胞凋亡和旁分泌细胞因子基因表达。

DPP-ADSC的靶向性

接着，研究人员评估了DPP-ADSC在体外和体内的靶向性。为了模拟血管损伤部位的P-选择素过表达，他们分别通过TNF-α和二磷酸腺苷ADP预处理来激活人脐静脉内皮细胞（HUVEC）和血小板。生物发光成像结果显示，5 × 10^?6 M DPP修饰的ADSC（DPP-ADSC）与活化的HUVEC和血小板有着最强的结合。

在体内实验中，导丝介导的大鼠股动脉损伤诱导了P-选择素的管腔表达。为了评估DPP-ADSC的结合，他们注射了不同浓度的经过修饰的脂肪干细胞。与体外结果一样，5 × 10^?6 M DPP-ADSC对富含P-选择素的损伤部位显示出最强的靶向结合能力。

DPP-ADSC修复动脉损伤

之后，研究人员将5 × 10^?6 M DPP-ADSC通过静脉注射到大鼠股动脉损伤模型中，以评估其修复效果。与未治疗和未修饰的ADSC组相比，DPP-ADSC治疗组的动脉血管的新生内膜增生和管腔再狭窄得到显著抑制（图1）。

图1. DPP-ADSC治疗对损伤动脉修复的影响。

从理论上说，修复受损动脉的理想方法是恢复其原始生理结构。于是，研究人员采用抗CD31免疫荧光染色来分析术后21天的内皮再生。结果显示，5 × 10^?6 M DPP-ADSC治疗组的动脉管腔几乎完全被CD31+ 内皮细胞覆盖，类似于健康的动脉内皮。此外，治疗组的功能性血管内皮（eNOS+）也快速再生。

在评估DPP-ADSC的修复机制时，他们发现DPP-ADSC粘附在损伤的血管表面，降低了白细胞和血小板的进一步粘附，减轻了局部炎症反应，从而有效抑制了损伤血管的内膜增生。qRT-PCR结果还显示，DPP-ADSC显著降低了凋亡和炎性基因表达，同时恢复了功能性（NOS3）基因表达，有效调节了被损伤活化的内皮细胞（图2）。

图2. DPP-ADSC对活化的HUVEC和血小板的调节作用。

最后，研究人员还在人类股动脉球囊损伤模型中评估了DPP-ADSC的靶向能力。他们将人类股动脉放在动态流动培养系统中，发现DPP-ADSC与损伤股动脉靶向结合产生的信号显著高于未修饰的ADSC。在5 × 10^?6 M DPP-ADSC组中，ADSC的覆盖率为79.30% ± 13.80%，大约是未修饰ADSC组的五倍。这些数据证实了5 × 10^?6 M DPP修饰改善了ADSC与人类损伤血管的靶向结合。本实验中使用的hADSC细胞购自赛业生物。

结论

图3. 5 × 10^?6 M DPP-ADSC靶向疗法的示意图。

综上所述，研究团队成功使用了DPP对ADSC细胞膜表面进行修饰，并充分证实了经5 × 10^?6 M DPP修饰的ADSC对活化的血小板、活化的内皮细胞和损伤血管有更强的靶向结合能力。与未修饰的ADSC相比，DPP-ADSC的动脉内注射显著改善了内皮再生，维持了血管平滑肌细胞的圆周排列，并减少了受损血管的新生内膜增生（图3）。更重要的是，这种方法快速简便，对细胞增殖、细胞凋亡和旁分泌没有影响。他们认为，通过系统注射将修复细胞输送到P-选择素高表达的位点，提供了一种临床上可接受的平台。