由于软骨细胞的修复能力有限,软骨修复仍然是一个问题。间充质基质细胞 (MSC) 具有多能性、容易获得且具有自我更新能力,是软骨细胞的有前途的替代品。MSC 在关节软骨修复中的应用已得到证实;然而,其在皮下软骨形成(如气管软骨的修复)中的使用存在局限性,即MSCs 工程化的软骨容易发生骨化和软骨表型丢失。
Inlyta(阿西替尼)是一种抗肿瘤药物,获批用于晚期肾细胞癌的临床治疗。它是一种酪氨酸激酶抑制剂,具有高度选择性地抑制 VEGF 受体。由于VEGF信号通路的失活,Inlyta可显着抑制内皮细胞的增殖、迁移和管形成,并在治疗恶性肿瘤方面表现出优异的抗血管生成活性。此外,与抗VEGF的单克隆抗体相比,Inlyta 是一种新型的口服小分子抗血管生成药物,不仅更具成本效益,而且具有更高的化学稳定性。
静电纺丝广泛用于药物输送。高表面积、良好的渗透性和可调节的降解速率使电纺纳米纤维具有出色的局部和持续释放各种药物的能力。聚(ε-己内酯)(PCL)是一种具有优异机械性能的合成聚合物,已被广泛用作药物递送系统中的载体;然而,其应用受到其降解速度慢、细胞粘附差和增殖速度的限制。另一方面,胶原蛋白是一种天然聚合物,具有良好的生物相容性,但机械性能较差,降解速度较快因此,由合成聚合物 PCL 和天然聚合物胶原组成的电纺纳米纤维膜可能是Inlyta递送的理想载体。
上海交通大学张浩团队制备了MSCs 工程化的软骨,将其封装在载有Inlyta的 PCL/胶原电纺膜中,并皮下植入。Inlyta的持续和局部释放成功地阻止了血管侵袭,并创造了一个无血管、缺氧和低免疫反应的生态位。结果,在皮下环境中实现了 MSCs 的稳定软骨形成。RNA 序列进一步表明,Inlyta会产生无血管、缺氧和低免疫反应的生态位。Timp1 在这个生态位中显着上调,它可能在抑制基质金属蛋白酶的活性和稳定工程软骨方面发挥功能作用。该研究为间充质基质细胞的稳定皮下软骨形成提供了一种新策略,也适用于其他医学应用。
图1,实验设计的示意图。a)通过静电纺丝制造载有Inlyta的 PCL/胶原纳米纤维膜。b) BEC 的建设。c) BEC 的封装和皮下植入。d) Inlyta的持续和局部释放可以有效抑制血管化,为 BEC 的稳定软骨形成创造一个无血管的生态位。
相关论文以题为An Avascular Niche Created by Axitinib-Loaded PCL/Collagen Nanofibrous Membrane Stabilized Subcutaneous Chondrogenesis of Mesenchymal Stromal Cells发表在《Adv. Sci.》上。通讯作者是上海交通大学张浩。
参考文献:doi.org/10.1002/advs.202100351
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