药学学报

神经干细胞治疗胶质瘤的研究进展

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罗林明 ¹ , 楚世峰 ¹ , 姜懿纳 ¹ , 罗飘 ¹ , 陈乃宏 ¹^,²^,^*

药学学报 | 综述 2017,52(4): 510-516

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神经干细胞治疗胶质瘤的研究进展

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罗林明¹, 楚世峰¹, 姜懿纳¹, 罗飘¹, 陈乃宏¹^,²^,^*

作者信息

1.湖南中医药大学药学院, 湖南长沙 410208

2.中国医学科学院、北京协和医学院药物研究所, 北京 100050

通讯作者:

* 陈乃宏, Tel:86-10-63165177, E-mail:chennh@imm.ac.cn

Advance in the treatment of glioma by neural stem cells

Lin-ming LUO¹, Shi-feng CHU¹, Yi-na JIANG¹, Piao LUO¹, Nai-hong CHEN¹^,²^,^*

Affiliations

1. College of Pharmacy, Hunan University of Chinese Medicine, Changsha 410208, China

2. Institute of Materia Medica, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, Beijing 100050, China

出版时间: 2017-04-12 doi: 10.16438/j.0513-4870.2016-1000

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摘要

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神经干细胞具有肿瘤趋向性，可向肿瘤细胞定向迁移；神经干细胞能跨越血脑屏障；而且在肿瘤微环境下，神经干细胞与肿瘤细胞优先接触，然后包围靶细胞。基于以上特性，可利用神经干细胞作为运输载体，将治疗病毒、酶/前药、基因或自杀基因等选择性靶向胶质瘤细胞。神经干细胞还可通过各种不同的基因修饰，以达到更可靠、更安全及更有效的胶质瘤治疗目的。

关键词

神经干细胞 / 肿瘤趋向性 / 载体 / 胶质瘤 / 靶向治疗

Abstract

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Neural stem cells (NSCs) posse the specialty of tumor tropism and be able to migrate specifically to tumor cells. NSCs are also cross the blood brain barrier. NSCs keep in touch with tumor cells preferentially under the tumor microenvironment, and surround the target cells. Based on these characteristics, NSCs can be used as a carrier for therapeutic virus, enzymes/prodrugs, genes or suicide genes, etc. which are selectively delivered to the glioma cells. NSCs may be modified by a variety of different genes to establish a reliable, safe and effective therapy for glioma.

Key words

neural stem cell / tumor tropism / carrier / glioma / targeted therapy

引用本文

罗林明, 楚世峰, 姜懿纳, 罗飘, 陈乃宏. 神经干细胞治疗胶质瘤的研究进展. 药学学报, 2017 , 52 (4) : 510 -516 . DOI: 10.16438/j.0513-4870.2016-1000

Lin-ming LUO, Shi-feng CHU, Yi-na JIANG, Piao LUO, Nai-hong CHEN. Advance in the treatment of glioma by neural stem cells[J]. Acta Pharmaceutica Sinica, 2017 , 52 (4) : 510 -516 . DOI: 10.16438/j.0513-4870.2016-1000

正文

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神经胶质瘤 (glioma) 简称胶质瘤, 又称为胶质细胞瘤, 根据病理特征可将其分为星形细胞瘤、室管膜瘤、少突胶质细胞瘤和视神经胶质瘤等, 世界卫生组织又将星形细胞瘤分为4个等级, Ⅰ~Ⅱ级为低级别胶质瘤 (low-grade glioma, LGG), Ⅲ~Ⅳ级为高级别胶质瘤 (high-grade glioma, HGG)^[1]。胶质瘤主要发生在脑部, 是临床常见的原发性颅内肿瘤, 其发病率高, 约占颅内肿瘤的46%, 且在逐年增加^{[2, 3]}。胶质瘤还是一种恶性肿瘤, 其治疗效果及预后均较差, 特别是HGG, 如多形性胶质母细胞瘤 (glioblastoma multiforme, GBM) (Ⅳ级), 虽可通过手术、放疗和化疗干预, 但其中位生存期 (median survival time, MST) 也只有15个月左右^[4]。因此, 迫切需要寻求更加安全有效的胶质瘤治疗策略。

近年来, 采用神经干细胞 (neural stem cells, NSCs) 作为载体靶向药物治疗胶质瘤已成为研究热点, 而且目前也正在进行临床试验。目前研究最多的是利用NSCs作为运输载体将溶瘤腺病毒、自杀基因等靶向胶质瘤细胞, 从而达到治疗胶质瘤的目的。通过实验动物模型研究证实, 这些治疗策略可使胶质瘤体积显著减小, 其MST被明显延长。NSCs还可通过一些相关基因修饰, 以提高载体的可行性以及治疗的安全性。NSCs作为一种胶质瘤的治疗工具或手段, 将为胶质瘤的临床治疗及改善预后做出应有贡献。本文将利用NSCs治疗胶质瘤的最新研究概况综述如下, 以期对胶质瘤临床治疗策略的选择以及下一步的临床或临床前研究提供参考。

1 神经干细胞可作为靶向载体治疗胶质瘤

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NSCs具有分化为神经元细胞、星形胶质细胞和少突胶质细胞的能力, 能自我更新并提供大量脑组织细胞。NSCs在成年人体内主要产生于大脑侧脑室室管膜下区和海马齿状回颗粒下区。NSCs具有多向分化、自我更新和不断增殖分裂的特性, 且自我更新、增殖及多向分化的潜能持续时间长, 不会随着年老而消失。除了这些基本特性外, 研究表明NSCs还具有一些其他重要特性, 包括肿瘤内在趋向性、透过血脑屏障及优先与肿瘤细胞接触等。

NSCs具有内在的肿瘤趋向性, 能够向肿瘤细胞定向迁移。目前, 体内外研究证实NSCs具有明显的向胶质瘤迁移的趋势^[5], 且研究发现将NSCs注射到胶质瘤模型大鼠对侧半球50 min后就约有10% NSCs迁移到脑肿瘤区域, 5天内在肿瘤区域的NSCs数量增加缓慢, 而到第15天其数量迅速增加, 并最终被广泛分布在整个肿瘤区域包括肿瘤的核心与边缘, NSCs平均迁移速率约为175 μm·min^-1^[6]。NSCs迁移的机制主要与趋化因子和生长因子有关, 研究发现胶质瘤本身会释放许多趋化因子和生长因子, 它们能够刺激NSCs往胶质瘤方向发生迁移。这些趋化因子包括干细胞因子-1、单核细胞趋化蛋白-1及基质细胞衍生因子-1等^[7], 生长因子包括离散因子/肝细胞生长因子、成纤维细胞生长因子、转化生长因子和多效生长因子等^[5]。此外, 体外研究还发现胶质瘤干细胞 (glioma stem cells, GSCs) 也可趋化NSCs向其迁移, 其趋化作用较分化的肿瘤细胞更为显著, 这可能与其分泌高水平的血管内皮生长因子和碱性成纤维细胞生长因子有关^[8]。研究表明, NSCs向肿瘤细胞的迁移是一个高度调控的过程, 其中多种生长因子信号靶点位于Ras-PI3K信号通路, 而当该信号通路被抑制时会阻碍肝细胞生长因子和其他生长因子诱导NSCs迁移^[7]。

NSCs与脑组织具有同源性, 能够穿过血脑屏障^[9]。一般的药物是很难通过血脑屏障的, 而利用NSCs可以轻易地将治疗药物穿过血脑屏障递送到肿瘤部位。NSCs对疾病和损伤也具有一定的反应能力, 能够与肿瘤细胞优先接触。研究发现, NSCs可与胶质瘤细胞优先接触, 且形成接触后NSCs会包围肿瘤细胞, 但NSCs与肿瘤细胞优先接触的形成必须高度依赖于肿瘤细胞和周围脑组织的微环境^[10]。缺氧是胶质瘤微环境的一个重要体现, 一般不利于临床治疗, 但研究却发现在缺氧条件下NSCs会向胶质瘤迁移, 且NSCs优先分布在颅内胶质瘤缺氧区^[11]。因此, 可利用NSCs将抗癌药物直接输送到缺氧脑胶质瘤部位, 以提高治疗药物在这些部位的有效浓度, 从而更好地达到摧毁抗缺氧肿瘤细胞的目的。此外, NSCs对外源性基因、病毒等的转染效率高, 对大脑的免疫原性较弱, 且对胶质瘤具有较高的特异性等。总之, NSCs上述特征使其具备靶向传递治疗病毒、酶/前药、基因或自杀基因等的条件, 从而靶向治疗胶质瘤成为可能。

2 神经干细胞治疗胶质瘤策略

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2.1 神经干细胞移植治疗胶质瘤

研究表明, NSCs移植到胶质瘤动物模型中大多数可存活, 还能够正常增殖、传代, 并对胶质瘤细胞生长具有一定的抑制作用。有研究者建立C6荷瘤模型和NSCs移植模型证实胚胎NSCs在大鼠体内能够正常增殖与分化, 且NSCs移植可延长胶质瘤模型动物的存活时间、减小肿瘤体积^[12]。用培养过分离来自胚胎 (E14) 或成年小鼠大脑或人胎儿脑的神经干/祖细胞 (NSPCs) 的条件培养基 (CM) 培养胶质瘤细胞, 然后采用MTT法和BrdU标记检测发现NSPCs/CM中含有抑制胶质瘤细胞增殖的相关因子, 其可减少28%~87%的肿瘤细胞增殖, 且来源于E14小鼠的NSPC/CM抗增殖作用最强。在此基础上, 将203 g胶质瘤细胞和NSPCs植入小鼠小脑延髓池的鞘内间隙, 结果显示胶质瘤细胞/NSPCs移植小鼠与只植入胶质瘤细胞小鼠相比其存活时间明显延长, 提示胶质瘤/NSPCs移植小鼠在体内会继续产生抗增殖因子, 从而抑制小鼠脑胶质瘤细胞增殖^[13]。同时, 研究发现脑胶质瘤模型大鼠移植NSCs可显著降低Raf-1、Erk和Bcl-2的表达、明显增加caspase-3的表达, 表明NSCs移植可通过抑制Ras/Raf/Mek/Erk信号通路降低Bcl-2的表达、促进caspase-3的激活, 从而诱导胶质瘤细胞凋亡^[14]。以上研究表明, NSCs移植可能通过抑制肿瘤细胞增殖和诱导肿瘤细胞凋亡而抑制胶质瘤的生长。因此, NSCs移植将来有望成为脑胶质瘤的一种新的治疗策略。

2.2 神经干细胞靶向病毒治疗胶质瘤

溶瘤腺病毒又称为条件复制型腺病毒 (conditionally replicating adenoviruses, CRAds), 是一种可选择性在肿瘤细胞中复制并杀死肿瘤细胞的腺病毒。采用溶瘤腺病毒治疗多形性胶质母细胞瘤是一种非常有潜力的方法, 然而在临床实践中该病毒分布和传播能力有限, 需引入靶向性的载体将其携带至病灶, 而NSCs可作为一种良好的靶向载体。美国FDA已经批准NSCs系HB1.F3.CD在临床试验中作为细胞载体使用^[15]。研究表明, 用经过改造的溶瘤腺病毒CRAd-Survivin-pk7 (CRAd-S-pk7) 转染HB1.F3.CD细胞, 转染病毒后的NSCs能复制并释放CRAd-S-pk7病毒颗粒, 同时该细胞能有效地迁移到对侧半球并将病毒颗粒靶向投递到胶质瘤部位^[16]。且用该CRAd转染NSCs治疗GBM模型小鼠与单独CRAd治疗相比小鼠MST被延长34%~50%^[17]。同时研究发现只要单次给予NSC-CRAd-S-pk7治疗, 就可达到23%~31%的颅内肿瘤覆盖率, 且即使在GBM肿瘤区域邻近或对侧给药, 其肿瘤覆盖率也没有明显差异^[18], 表明NSC-CRAd-S-pk7能够有效治疗胶质瘤, 同时也表明这些NSCs具有广泛的迁徙行为。此外, 将携带CRAd-S-pk7病毒的HB1.F3.CD细胞载体注射入正常仓鼠颅内, 发现该病毒载体主要分布于大脑, 虽然在其他组织中也检测到低水平载体DNA, 但不具有毒理学意义, 表明该细胞载体具有较好的安全性^[15]。

NSCs可作为溶瘤腺病毒的运送载体, 但这种治疗病毒对细胞载体的靶向传递具有一定程度上的限制, 因为机体感染病毒后导致体内活性氧簇 (reactive oxygen species, ROS) 等高活性分子产生过多进而发生氧化应激, 从而对细胞载体的存活及携带治疗病毒靶向肿瘤部位的能力产生一定的损害。因此有必要对NSCs载体进行优化或保护以预防腺病毒引起的毒性作用。体外研究发现, 将N-乙酰半胱氨酸酰胺 (N-acetylcysteine amide, NACA) 和CRAd-S-pk7联合干预HB1.F3.CD细胞后能够降低细胞内ROS水平进而防止其诱导NSCs凋亡, 从而增加NSCs载体的活力, 并提高该细胞载体中子代病毒产量; 而且通过颅内U87细胞移植小鼠模型证实NSC-CRAd-S-pk7和NACA联合治疗可显著增加CRAd-S-pk7在恶性肿瘤组织中的分布和表达, 从而提高该病毒的治疗效果^[19]。总的来说, NSCs载体具有提高病毒治疗胶质瘤临床疗效的潜力, 这不仅从宿主的免疫系统保护治疗病毒, 而且还选择性地在肿瘤部位放大治疗有效载荷, 此外还可显著提高治疗的安全性。多形性胶质母细胞瘤由于具有多种形式和多种形状, 所以是极难治疗的, 而溶瘤腺病毒通过NSCs载体系统对GBM的治疗可能是一种安全有效的方法。

2.3 神经干细胞结合放疗治疗胶质瘤

目前NSCs结合放疗治疗胶质瘤的研究主要集中在两方面, 一方面是NSCs靶向腺病毒结合放疗, 另一方面是保留NSCs室的局部脑放疗。研究表明基于NSCs的溶瘤腺病毒治疗加以放疗能够增加对胶质瘤的治疗效果, 延长实验动物的存活时间^[20]。同时采用CRAd-S-pk7转染HB1.F3-CD NSCs联合电离辐射 (XRT) 和替莫唑胺 (temozolomide, TMZ) 治疗胶质母细胞瘤模型小鼠可增加小鼠约46%的MST^[21]。为了提高联合治疗效果, NSC-CRAd-S-pk7治疗应该在XRT和TMZ治疗前。另外研究也表明, 保留NSCs室的局部脑放疗能够降低累积剂量和减少不良反应。对HGG患者分别给予保留颅内NSCs室的调强放射治疗 (intensity modulated radiation therapy, IMRT) 和常规全脑放疗, 结果显示这种局部脑放疗与全脑放疗相比可实现患者放射治疗累积剂量减少25%, 并且即使当靶区与NSCs室相邻同样可以采用这种保留NSCs室的局部脑放疗方法治疗胶质瘤^[22]。此外采用逆向计划IMRT和螺旋断层放疗 (helical tomotherapy, HT) 分别对HGG患者进行局部脑放疗, 发现对NSCs室选择性保留的放疗与不保留相比正常脑组织的放疗累积剂量相对较低, 且不管NSCs室选择性保留或是不保留采用IMRT的脑累积剂量都低于HT^[23]。而保留NSCs是否会减少放疗毒性以及增强疗效还需要进一步通过临床试验研究来评价, 但有研究表明采用这种方法治疗胶质瘤可以减少颅骨放射治疗引起的晚期认知后遗症^[24]。

2.4 神经干细胞靶向酶/前药治疗胶质瘤

伊立替康 (CPT-11) 已被用于恶性脑肿瘤的治疗, 但CPT-11具有药物进入脑肿瘤部位低水平和高剂量具全身毒性的局限性。而NSCs由于其固有的肿瘤趋向性和跨血脑屏障的能力, 使其能够选择性地靶向脑肿瘤部位, 从而克服CPT-11治疗的障碍。羧酸酯酶 (carboxylesterase, CE) 又可将前药CPT-11转换成活性代谢物SN-38, SN-38是一种很有应用前景的抗肿瘤物质。研究表明, 采用HB1.F3.CD NSCs来表达兔羧酸酯酶 (rCE) 或基因修饰的人CE (hCE1m6), CE-NSCs无论是颅内注射还是静脉注射均可将CE传递给异种原位移植胶质瘤小鼠肿瘤区域, 进而在肿瘤部位催化CPT-11向SN-38转化, 且rCE和hCE1m6比人内源性CE催化CPT-11转化为SN-38更有效^[25]。rCE和hCE1m6具有相似的生化和细胞特性, 在体内的疗效也相似, 但hCE1m6与rCE相比具有较低的免疫原性, 所以在临床应用中选择hCE1m6更适合。NSCs介导的CE-CPT-11治疗会使肿瘤局部产生SN-38, 由于转基因NSCs能够瞬时表达高水平的活性CE酶, 且保留NSCs的肿瘤趋向性, 同时又增加CPT-11细胞毒作用, 使CPT-11的疗效显著提高, 从而改善恶性脑胶质瘤患者的临床预后与生命质量。另外, 将NSCs-CE联合CPT-11通过鼻内给药治疗原位移植胶质瘤模型小鼠, 利用组织学成像和三维重建发现NSCs依然能够特异性迁移到脑肿瘤部位而不是非肿瘤区, 并且能够提高模型小鼠生存率和抑制肿瘤的生长^[26]。研究表明, 鼻内给予NSPCs 6 h后其在脑胶质瘤部位特异性积累显著增多, NSCs的迁移主要是通过嗅觉通路, 但也有少部分通过鼻黏膜微血管进行全身分布^[27]。目前通过颅内或静脉注射途径给予NSCs治疗未必是最优的, 特别是重复给药治疗, 因为这种侵入性的给药方法可能导致并发症, 而通过鼻内给药能够克服这些挑战。因此, 鼻内给予NSCs-CE联合CPT-11治疗胶质瘤是一种快速、方便、无创和有效的方法。

2.5 神经干细胞靶向基因治疗胶质瘤

水疱性口炎病毒糖蛋白 (vesicular stomatitis virus glycoprotein, VSV-G) 是一类膜融合糖蛋白基因, 可以通过诱导肿瘤细胞形成多核合胞体而杀伤肿瘤细胞。Zhu等^[28]人工改造了一种病毒融合蛋白VSV-GH162R, 并研究表明用NSCs载体表达该基因可形成合胞体导致肿瘤细胞死亡, 特别是在酸性肿瘤微环境下。Luo等^[29]开发出一种双开关细胞融合诱导转基因表达系统 (DoFIT), 在该系统中转基因的表达由胶质瘤特异性启动子HMGB2和miR-199a-3p协同调节, 在NSCs载体中的转基因表达是被miR-199a-3p“关闭”的, 但载体细胞经过与胶质瘤细胞融合形成合胞体后miR-199a-3p被稀释而失去其抑制作用, 同时在合胞体中转基因表达由HMGB2“启动”, 而且VSV-G介导NSCs与胶质瘤细胞融合时该系统可驱动转基因表达。因此, 在临床上可以利用DoFIT系统在肿瘤部位驱动治疗基因的表达, 从而达到靶向治疗胶质瘤的目的。此外, 采用共表达内皮抑素 (endostatin, endo) 和eGFP的逆转录病毒载体转导原代NSCs来治疗胶质母细胞瘤模型小鼠, 发现NSC/endo-eGFP治疗可使荷瘤小鼠肿瘤体积减小高达65%^[30]; 同时, 采用人基质金属蛋白酶2的一个自然产生的片段—PEX转染HB1.F3 NSCs (HB1.F3-PEX) 治疗胶质瘤模型小鼠, 结果显示小鼠胶质瘤体积缩小90%^[31]。以上研究表明, 使用NSCs作为基因运载工具靶向治疗人脑胶质瘤极具潜力。

2.6 神经干细胞靶向自杀基因治疗胶质瘤

自杀基因能将无毒性的前药转化为有毒物质来杀死肿瘤细胞。作为良好载体的NSCs可以表达自杀基因。用胞嘧啶脱氨酶 (cytosine deaminase, CD) 基因克隆人NSCs系HB1.F3.CD, 在胶质瘤小鼠体内可将5-氟胞嘧啶 (5-fluorocytosine, 5-FC) 局部转换为活性的化疗药物5-氟尿嘧啶 (5-fluorouracil, 5-FU)。研究表明, HB1.F3.CD NSCs具有正常的肿瘤趋向性、CD基因表达以及基因和功能的稳定性, 且在胶质瘤模型小鼠体内HB1.F3.CD NSCs与5-FC联合治疗是安全、无毒和有效的, 治疗后肿瘤体积平均可缩小2/3^[32]。自杀基因可通过“旁观者杀伤效应”杀死肿瘤细胞, Wang等^[33]发现NSCs/CD-5-FC对胶质瘤细胞和髓母细胞瘤细胞均表现出显著的“旁观者效应”。此外, CD自杀基因与某些基因联用可增强对恶性胶质瘤的治疗效果, 如CD基因与干扰素 (interferon, IFN)-β基因联用等。体内、体外研究均表明在应用5-FC后采用CD/IFN-β-NSCs治疗与CD-NSCs和NSCs相比, 其对胶质瘤细胞展现更显著的“旁观者效应”, 表明IFN-β可增强CD-NSCs抗肿瘤作用^[34]。

单纯疱疹病毒胸苷激酶 (herpes simplex virus-thymidine kinase, HSV-TK) 是用于自杀基因策略的另一个广泛研究的激酶。研究发现, 在体外给予25 μmol·L^-1更昔洛韦 (ganciclovir, GCV) 治疗的情况下, 采用HSV-TK转染NSCs可通过细胞间隙连接介导的“旁观者效应”杀死胶质瘤细胞, 且高达90%的肿瘤细胞被杀死^[35]。同时, NSCs可稳定表达一个TK突变体 (TK.007), 用TK.007修饰NSCs并通过鼻腔给药治疗胶质瘤动物模型, 结果显示显著抑制肿瘤生长, 明显延长其生存时间^[36], 该研究表明NSC-TK.007鼻内应用是一种安全、无创且有效的胶质瘤治疗方法。

采用CD、TK双自杀基因修饰F3.hNSCs (F3. CD-TK), 然后将其注入脊髓髓内胶质瘤 (ISCG) 实验模型大鼠, 随后用5-FC和GCV腹腔注射, 结果表明F3. CD-TK细胞能迁移扩散到ISCG周围并介导化疗药物发挥溶瘤作用, 从而显著改善大鼠模型自主神经功能, 延长生存时间, 同时降低肿瘤的生长率^[37]。且研究发现, 无论是在体内或体外, 转染CD/TK融合基因的NSCs联合5-FC和GCV治疗能够显著降低胶质瘤细胞活力, 增加肿瘤细胞凋亡率, 明显缩小肿瘤体积, 从而显著增加生存时间, 并且这种双自杀基因治疗效果优于单自杀基因系统^{[33, 38]}。因此, 以NSCs为载体的工程化双自杀基因可能对脑胶质瘤提供新的有希望的治疗策略。此外, Jin等^[39]研究发现, 在利用NSCs靶向自杀基因治疗胶质瘤时, 为了提高有效性可使用VP22穿梭蛋白以增加慢病毒转染NSCs的转导效率, 而且还能够增强基因修饰NSCs的抗胶质瘤作用。

此外, 肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体 (TNF-related apoptosis-inducing ligand, TRAIL) 也是广泛应用于肿瘤治疗的相关基因, 该基因也能发挥“旁观者效应”并诱发肿瘤细胞凋亡, 但对正常细胞没有影响。目前许多研究证明利用NSCs导入TRAIL基因可通过诱导胶质瘤细胞凋亡而达到治疗肿瘤的目的。采用NSCs-TRAIL治疗胶质瘤模型小鼠能够有效地诱导胶质瘤细胞凋亡, 使模型小鼠肿瘤体积显著减小, 且对正常组织没有毒性^[40]。体外研究发现, 采用NSCs表达膜结合型TRAIL (NSCs-mTRAIL) 与可溶型TRAIL相比更容易使U87胶质瘤细胞凋亡, 而且蛋白酶体抑制剂硼替佐米能够增强这种抗肿瘤作用, 同时体内研究也证明NSCs-mTRAIL治疗可显著提高胶质瘤模型小鼠的存活率, 硼替佐米也能进一步改善小鼠的生存状况^[41]。Hingtgen等^[42]体外研究表明用NSCs表达重组分泌型TRAIL联合TMZ治疗胶质母细胞瘤也能增加治疗效果。通过建立侵袭性小鼠原位GSCs模型证明强心苷毛花苷C能够增加NSCs分泌的可溶型TRAIL诱导GBM细胞凋亡的敏感性, 从而促进GBM衰亡^[9]。此外, 研究还发现一种新的PI3K/mTOR抑制剂PI-103也能够增强NSCs衍生分泌型TRAIL的抗肿瘤作用等^[43]。

2.7 其他

Muroski等^[44]研发一种旋转圆盘 (spinning disk, SD) 转染NSCs的磁控靶向给药新策略, 即将携带治疗粒子的SD转染NSCs, NSCs可使SD内粒子向其内化, 在外加磁场的作用下又可触发NSCs中SD粒子的释放, 进而使粒子被胶质瘤细胞吸收而导致肿瘤细胞损伤、凋亡, 研究结果表明SD-NSCs和磁场处理可以使50%以上的胶质瘤细胞死亡。这种采用NSCs携带SD粒子靶向治疗胶质瘤的方法可以克服治疗粒子难以穿过血脑屏障的障碍以及粒子在传送数量上的限制, 从而很好地达到治疗目的。此外, 由于来源于成年人患者的NSCs在可用性、扩展性、遗传修饰的潜力和成本等方面存在局限性, 因而目前对永生化NSCs系的需求正在不断增长。Li等^[45]采用L-MYC基因转染NSCs (LM-NSC008) 建立一种新的永生化人胚胎NSCs系, LM-NSC008在体外具有分化为神经元、少突胶质细胞和星形胶质细胞的潜能, 在体内不具有致瘤性, 并且对靶向传递药物治疗胶质瘤具有潜在的应用价值, 但其具体应用还有待进一步地研究与开发。

3 讨论与展望

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胶质瘤尤其是高级别胶质瘤是极难治疗的, 因为它们往往是浸润性的, 因此不能通过手术切除治愈; 化疗和放疗具有毒性又限制了可以使用的剂量, 因此寻求新的更有效的治疗策略对胶质瘤的临床治疗具有极其重要的意义。研究表明NSCs移植可在一定程度上抑制胶质瘤的生长。但只给予NSCs治疗胶质瘤, 其效果不佳, 而且有学者研究指出单纯的NSCs移植对胶质瘤并没有治疗作用, 其结果的不同可能与所用的实验模型或剂量不同有关。然而利用NSCs将治疗病毒、酶/前药、基因或自杀基因等靶向传递给胶质瘤部位, 可达到较好的治疗效果。并且还可通过一些相关基因修饰NSCs, 从而达到更有效、更安全的治疗目的, 同时联合放疗手段也可取得较好的疗效。

研究表明, 基于NSCs的溶瘤腺病毒治疗耐药性和浸润性胶质瘤效果较好。这种治疗策略不仅对病毒递送的效率高, 而且全身毒性小, 具有明显的优势。并且这种基于NSCs的溶瘤治疗辅以放疗可以增强疗效, 但是需要特别注意的是NSCs对放疗敏感, 因此容易受损甚至凋亡, 所以最好进行保留NSCs室的局部脑放疗。NSCs载体递送酶/前药靶向治疗胶质瘤也可取得较好的效果, 这种治疗方式能够促进前药转化为治疗药物从而提高疗效, 同时也能减少药物的全身毒性。NSCs作为生物载体转染外源性基因治疗胶质瘤也具有明显的优势, NSCs既能高效表达目的基因直接治疗胶质瘤, 又能表达自杀基因间接引起肿瘤细胞死亡, 而且为了增强治疗效果可以采用双自杀基因修饰的NSCs联合双药靶向治疗胶质瘤, 同时采用NSCs导入TRAIL基因联合其他药物如TMZ等可降低胶质瘤的耐药性从而提高疗效。

运用NSCs作为靶向载体治疗胶质瘤颇具优势, 但也存在一些问题与不足。近年来, 多项研究报道NSCs在某些情况下可分化形成胶质瘤细胞, 因而利用NSCs靶向治疗可能反而导致增加肿瘤的危险性。NSCs在体外具有一定的免疫原性也不容忽视, NSCs移植时可能会出现免疫排斥问题。目前可用于临床治疗恶性胶质瘤的NSCs系还不是很成熟, 可供选择的NSCs系也较少。虽然目前研究中胶质瘤可供选择的治疗方案较多, 但这些不同的方案缺乏疗效的平行比较。此外, 基于NSCs靶向药物联合放疗对胶质瘤治疗具有一定的潜力, 虽然放疗会损伤NSCs, 但只要阐明放疗对NSCs的损伤机制就可以减少损伤, 但这方面的研究较少。同时研究表明, TRAIL可增加放疗的敏感性, 因此可利用NSCs导入TRAIL基因联合放疗治疗恶性胶质瘤, 但目前这方面的研究尚未涉及。在今后的深入研究中, 以下几个方面亟需完善: ①进一步探索NSCs与胶质瘤细胞之间的潜在关系, 阐明其向肿瘤方向分化的能力、条件及机制; ②明确NSCs移植可能引起的免疫排斥反应, 并针对免疫反应探讨其对策; ③比较研究NSCs靶向病毒、酶/前药、基因或自杀基因等治疗胶质瘤的效果; ④进一步研究开发成本低、安全性好、稳定性好、遗传修饰性能好的可用于靶向药物载体治疗策略的永生化NSCs; ⑤进一步研究基于NSCs靶向药物联合放疗手段治疗胶质瘤, 并明确放疗对NSCs的影响及其机制等。总的来说, 利用NSCs靶向治疗胶质瘤极具潜力, 一项转染CD自杀基因的NSCs靶向药物治疗复发性恶性胶质瘤患者的临床试验从2010年起在美国实施, 目前也正计划用HB1.F3.CD细胞载体靶向CRAd-S-pk7治疗GBM患者的Ⅰ期临床试验研究, 这将有望为胶质瘤患者的生命带来新的希望。

基金

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湖南省重点研发计划项目(2015SK2029)
湖南省教育厅创新平台开放基金项目(15K091)

参考文献

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文献

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参考文献引证文献

排序方式：

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2017年第52卷第4期

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doi: 10.16438/j.0513-4870.2016-1000

接收时间：2016-10-14
首发时间：2026-01-14
出版时间：2017-04-12

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作者

出版历史

收稿日期：2016-10-14
修回日期：2016-11-08

基金

湖南省重点研发计划项目(2015SK2029)

湖南省教育厅创新平台开放基金项目(15K091)

作者信息

1.湖南中医药大学药学院, 湖南长沙 410208

2.中国医学科学院、北京协和医学院药物研究所, 北京 100050

通讯作者:

* 陈乃宏, Tel:86-10-63165177, E-mail:chennh@imm.ac.cn

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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