Science Advances|宁波材料所在工程化间充质干细胞对特发性肺纤维化治疗可视化方面取得进展

特发性肺纤维化是一种进展迅速且致命的间质性肺病，除长期氧疗和肺移植之外，临床上尚无较好的治疗手段。近年来，间充质干细胞因具有修复损伤肺上皮细胞和抑制肺上皮-间质转化等能力，正在成为一种新型治疗手段用于重塑特发性肺纤维化患者的肺组织结构，恢复肺泡功能，改善其治疗效果。但是，其临床应用仍面临诸多挑战，特别是患者纤维化肺部剧烈的氧化应激微环境导致了移植间充质干细胞存活率低和疗效差等系列问题。因此，如何提高移植间充质干细胞的存活率，增强特发性肺纤维化治疗效果，并实现对该治疗过程的实时监测是目前亟需解决的关键难题。

针对上述关键问题，中国科学院宁波材料技术与工程研究所先进诊疗材料与技术实验室纳米生物材料研究团队设计并构建了一种具有类酶活性和治疗性基因递送能力的可视化金铂钴掺杂三金属基纳米载体（图1）。利用硫酸鱼精蛋白的静电吸附作用高效装载肝细胞生长因子质粒基因，并通过优异的膜易位与核定位性能促进其进入细胞核内表达。基于贵金属金元素在催化过程中增强电子转移能力，以及铂和钴元素具备的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性，三金属基纳米载体能够有效清除纤维化肺部微环境内的羟基自由基和过氧化氢。此外，金和铂作为高原子序数金属元素，具有良好的X射线衰减能力，可作为CT成像造影剂。基于上述特性，三金属基纳米载体工程化间充质干细胞不仅可以有效清除纤维化肺部的活性氧，还可以在纤维化病灶部位高效表达肝细胞生长因子，从而提高移植间充质干细胞的抗氧化应激和抗纤维化能力，最终将其体内存活时间延长至14天，显著改善了特发性肺纤维化的治疗效果。特别是通过将CT成像技术与生物发光成像技术相结合，成功实现了对移植间充质干细胞在纤维化肺部的分布、迁移及存活等生物学行为的实时可视化监测。在未来，该研究将为“工程化细胞疗法”在治疗各种肺部炎性疾病中移植细胞的疗效提高、疗效可视化以及作用机制探究提供理论基础和经验借鉴。

相关成果以“Enzyme-like nanoparticle-engineered mesenchymal stem cell secreting HGF promotes visualized therapy for idiopathic pulmonary fibrosis in vivo”为题发表在Science Advances上（原文链接https://doi.org/10.1126/sciadv.adq0703）。宁波材料所博士后鲍红英为该论文的第一作者，吴爱国研究员和李娟研究员为该论文的共同通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金、国家科技部重点研发计划等项目的资助。

图1 三金属基纳米载体工程化间充质干细胞协同治疗特发性肺纤维化及其治疗过程可视化

（先进诊疗材料与技术实验室）