研究人员改善细胞移植中使用的细胞的适应性

　　根据费城儿童医院(CHOP)的研究人员的一项新研究，一种现成的、廉价的小分子药物可以改善体外修饰的造血干细胞和祖细胞(HSPCs)的适应性，有可能提高体外基因治疗等手术的成功率。发表在《血液》杂志上的这项研究表明，靶向细胞外囊泡(EVs)的成分可以减轻细胞在体外的压力，并在将其移植回体内时改善其性能。

　　

根据费城儿童医院(CHOP)的研究人员的一项新研究，一种现成的、廉价的小分子药物可以改善体外修饰的造血干细胞和祖细胞(HSPCs)的适应性，有可能提高体外基因治疗等手术的成功率。发表在《血液》杂志上的这项研究表明，靶向细胞外囊泡(EVs)的成分可以减轻细胞在体外的压力，并在将其移植回体内时改善其性能。

“我们最初开始这个项目是为了更好地理解这些囊泡的作用，假设-错误的，事实证明-阻断它们的功能会对细胞产生有害影响，”第一作者Stephanie Hurwitz说，他是CHOP Kurre实验室的研究员和宾夕法尼亚大学的血液病理学家。“我们发现相反的情况是正确的:在相对较短的时间内阻止这些囊泡的形成实际上提高了细胞的适应性，启动适应性应激反应，保护它们免受体外压力的影响。”最终，这一偶然发现可以提高用于体外基因治疗等治疗的移植产品的质量，改善患者的预后。”

造血干细胞移植(HSCT)涉及将捐赠者的造血干细胞移植给患有良性和恶性疾病的患者。在某些情况下，如体外基因治疗，患者充当自己的供体:患者的HSPCs被移除，在体外使用基因添加或基因编辑进行修饰，然后再移植回体内。当有足够的细胞可用于修饰时，这种策略已被证明是治疗遗传性血液疾病的强大平台，包括镰状细胞病和地中海贫血。

然而，在体外维持这些细胞的健康是一个挑战，任何健康的丧失都会带来细胞不能正常恢复患者血液和免疫细胞系统的风险。由于这个原因，研究人员试图更好地了解HSPC编程和信号，以便在移植前尽一切努力维持细胞健康。

我们现在了解到的一个有助于细胞平衡的过程是ev的分泌，这对于在细胞间传递信息和维持适当的细胞功能非常重要。然而，先前的技术挑战阻碍了研究人员充分了解这些电动汽车在体外HSPC适应性中可能发挥的作用。

为了探索EV的作用，研究人员将小鼠和人类HSPCs暴露于GW4869中，GW4869是一种容易获得的小分子药物，可阻断中性鞘磷脂酶-2 (nSMase2)，一种参与EV形成的酶。研究人员发现，24小时的暴露导致体外培养后细胞适应性和移植效率的持续改善，并提高了小鼠模型中的血细胞功能率。

此外，研究人员发现，阻断人类CD34+细胞中的nSMase2，可以消除不同HLA类型的细胞移植到小鼠体内后的表现差异。考虑到HLA在长期移植结果中的重要作用，这是特别有趣的。

深入研究这些现象背后的机制，研究人员确定，阻断nSMase2激活了一种综合应激反应，有效地使细胞进入一种静止状态，在这种状态下，它们受到保护，免受外部应激源的影响。这部分是由于GW4869破坏鞘脂代谢，从而损害依赖nsmase2的ev的释放。

CHOP儿科综合骨髓衰竭中心主任、资深作者Peter Kurre医学博士说:“虽然在过去几十年里，在提高HSPC移植和体外基因治疗的安全性和效率方面取得了许多进展，但细胞数量和移植成功率的限制仍然限制了结果。”“这项重要的研究将EV贩运和综合应激反应联系起来，作为保护HSPC完整性和长期适应性的监管双极体，对潜在地扩大患者接受体外基因治疗的资格具有重要意义。研究人员应该继续探索这种小分子药物在改善离体HSPC培养和移植方面的潜力。”

本研究由NIH资助项目R01-HL164633, 4-R38-HL143613-04, T32 HL-07439和P30ES013508支持。通过与CHOP流式细胞术核心实验室、CHOP兽医资源部、宾夕法尼亚大学干细胞和异种移植核心、宾夕法尼亚大学造血干细胞实验室、CHOP- penn蛋白质组学核心设施和CHOP应用基因组学中心核心实验室的合作，这些分析成为可能。