撰文丨王聰
編輯丨王多魚
排版丨水成文
巨噬細胞通過胞葬作用(efferocytosis)吞噬并清除體內每天產生的凋亡細胞,這一過程受阻,可能導致炎癥相關疾病。
在椎間盤(IVD)中,凋亡的髓核細胞(NPC)難以被有效清除,其積聚可導致炎癥微環境改變,破壞椎間盤內穩態,并引發椎間盤退變(IDD),導致椎間盤逐漸失去彈性緩沖能力,可能引發慢性腰痛、神經根壓迫或椎間盤突出。
2025 年 4 月 7日,華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院楊操教授 、王丙金醫生、譚磊醫生等,在 Cell 子刊Cell Reports Meidicine上發表了題為:Microneedle delivery of CAR-M-like engineered macrophages alleviates intervertebral disc degeneration through enhanced efferocytosis capacity 的研究論文。
巨噬細胞療法是一種新興的免疫治療方法,通過向患者體內注射、轉移或植入活化的巨噬細胞來實現治療效果。目前,此類療法主要用于癌癥治療,以殺死腫瘤細胞并改善炎癥微環境。
為了提高免疫細胞的靶向性,提出了嵌合抗原受體(CAR)的概念,并在 T 細胞療法中獲得了成功,已有多項 CAR-T 細胞療法獲批上市。同時,也有多項嵌合抗原受體-巨噬細胞療法(CAR-M)進入臨床評估階段,并取得了顯著效果。
然而,針對非腫瘤學應用的 CAR-M 療法策略卻幾乎沒有。因此,CAR-M 療法在更多疾病中的應用能夠拓展其治療前景。
在健康的成年人體內,細胞凋亡的過程是持續不斷的。這些凋亡的細胞必須迅速被體內的吞噬細胞(例如巨噬細胞和樹突狀細胞)清除,以防止其積聚,進而避免細胞壞死時釋放出的細胞內物質引發炎癥。
胞葬作用(efferocytosis),即對受損細胞和細胞內物質的吞噬作用,對于維持機體的完整性以及細胞的穩態更新至關重要。近年來,胞葬作用與疾病的關系已在諸如動脈粥樣硬化、自身免疫疾病、慢性炎癥以及癌癥等多種疾病模型中得到研究。
腰痛(LBP)在全球范圍內普遍存在,影響著成百上千萬人,椎間盤退變(IDD)是腰痛的主要原因,并帶來了巨大的社會經濟負擔。之前的研究顯示,椎間盤內環境穩態的破壞會導致其退變,特征為髓核細胞(NPC)丟失、細胞外基質減少以及Ⅰ型膠原蛋白合成增加。重要的是,髓核細胞凋亡和局部炎癥細胞因子的積聚在椎間盤退變的進展中發揮著重要作用,并且是潛在的治療靶點。
巨噬細胞通過 TIM-4 和 BAI1 等受體識別凋亡細胞上的磷脂酰絲氨酸配體,實現對凋亡細胞的吞噬和清除。因此,通過為巨噬細胞配備一種靶向凋亡細胞的 CAR,從而更好地發揮其促進吞噬作用和組織修復的能力,是一項引人入勝且值得探索的工作。
然而,如何遞送這些治療性細胞存在著一些尚未解決的問題,例如,如何保持細胞的活性,以及如何減輕局部注射帶來的損傷。對于椎間盤退變(IDD)的細胞療法而言,傳統針刺注射本身造成的損傷,以及針刺注射過程中椎間盤的髓核區域局部機械和代謝環境的突然變化,給其臨床轉化帶來了挑戰。
微針(Microneedle,MN)是一種有效的藥物遞送工具,由微米級針尖和基底組成,能夠穿透一定厚度的組織,將小分子藥物、生物分子或細胞輸送到深層組織,實現精準治療。微針的優點包括創傷小、可重復使用、精準緩釋以及能夠誘導物理反應或刺激。其微創、靈活且安全的特點大大減少了用藥劑量和不良反應。因此,將細胞療法與微針遞送系統相結合,是一種很有前景的治療手段。
在這項最新研究中,研究團隊提出了一種具有增強的胞葬作用能力的CAR-eM 療法,用于治療椎間盤退變(IDD)。巨噬細胞在吞噬凋亡的髓核細胞(NPC)后會發生表型轉化和吞噬能力下降,但隨著 BAI1 表達上調,其吞噬凋亡細胞的能力會恢復。
研究團隊進一步開發了一種微針遞送系統,將這種增強 BAI1 表達的 CAR-eM 細胞遞送至椎間盤深層,從而清除凋亡的髓核細胞,改善炎癥微環境,并修復受損的椎間盤。
該研究的核心發現:
在椎間盤內,發揮胞葬作用后,巨噬細胞的表型和吞噬能力會發生變化;
設計靶向胞葬作用的 CAR-M 樣工程化巨噬細胞(CAR-eM);
利用微針遞送系統將 CAR-eM 遞送至退變的椎間盤;
微針遞送的 CAR-eM 可有效治療炎癥性椎間盤退變。
總的來說,該研究設計了增強 BAI1 表達的 CAR-eM 以及用于向椎間盤深層遞送 CAR-eM 的微針遞送系統,以發揮對椎間盤退變(IDD)治療作用。
論文鏈接:
https://www.cell.com/cell-reports-medicine/fulltext/S2666-3791(25)00152-1
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