水凝胶包封的永生化hBMSCs在肿瘤切除残腔中分泌cRGD-SWL-PE38KDEL重组蛋白治疗胶质瘤的研究

Using the strategy of simultaneously inhibit endothelium dependent vessels (EDV) and vasculogenic mimicry (VM) combined with injure the glioma cells directly, we blocked the blood supply of glioma and inhibited the tumor growth efficiently in previous studies. Nevertheless, It is still a difficult problem how to ensure the continuous accumulation of therapeutic molecules in glioma tissues with high concentration, and to evaluate the curative effect in the application scenarios of surgical excision followed by drug treatment. In this study, we attempt to construct the immortalized therapeutic human bone marrow-derived mesenchymal stem cells (im-hBMSCs-RSP), by transfect the hTERT-Bmi-1 and cRGD-SWL-PE38KDEL fusion gene into the hBMSCs with lentivirus. And we will encapsulate the im-hBMSCs-RSP with the peptide hydrogel, to fabricate a compound biological agent that can inhibit EDV and VM and directly damage the glioma cells. Meanwhile, we intend to establish a stable and repeatable orthotopic glioma resection animal model, and then implant the biological agent into the resection cavity. In vitro and in vivo experiments will be conducted to investigate the ability of im-hBMSCs-RSP in the hydrogel to secrete target protein, proliferation, glioma tropism and to prolong the survival time of the tumor-bearing mice. Also, the security of im-hBMSCs-RSP will be studied. This project is expected to improve the curative effect of glioma and provide new ideas for preclinical research of glioma.

我们在前期工作中通过同时抑制内皮依赖型血管（EDV）、血管生成拟态（VM）并直接杀伤肿瘤细胞的策略，取得了较好的阻断胶质瘤血供并抑制肿瘤生长的效果。然而，如何确保药物在胶质瘤局部持续、高浓度地发挥作用，并通过手术切除加药物治疗的应用场景评估其疗效，依然是一个难题。本研究拟将hTERT-Bmi-1和cRGD-SWL-PE38KDEL融合基因通过慢病毒分别转染进入人骨髓间充质干细胞（hBMSCs），构建永生化的治疗性hBMSCs（im-hBMSCs-RSP），继而用多肽水凝胶包封，制备可以抗EDV、VM并杀伤胶质瘤细胞的复合型生物制剂；同时建立稳定可重复的原位胶质瘤切除后动物模型，再将该生物制剂植入术后瘤腔中，通过体内外实验考察im-hBMSCs-RSP在水凝胶中的分泌目的蛋白、增殖、肿瘤趋向、延长荷瘤鼠生存期等能力，并评估其安全性。本研究有望提高胶质瘤疗效，并为胶质瘤的临床前研究提供新思路。

胶质瘤是当今世界的共同挑战，胶质瘤的传统疗法包括手术和放化疗，但预后仍然很差，目前亟待研究新的治疗方法。项目申请人在本项目的资助下进行了一系列的探索，具体如下：.（1）本项目我们将LV-TERT、LV-BMI1转染人脂肪间充质干细胞（hADSC）、人脐带间充质干细胞（hUCMSC）后，构建了理论上可以体外无限增殖的永生化人脂肪间充质干细胞株（im-hADSC）和人脐带间充质干细胞株（im-hUCMSC），充分评估了其生物安全性，并验证了永生化后的MSC膜上仍然过表达具备肿瘤归巢能力的趋化因子受体CXCR4和P-选择素糖蛋白配体1（SELPLG），然后提取MSC膜制备纳米级囊泡，在体内外实验中初步证明了其可以穿透血脑屏障靶向胶质瘤组织并被胶质瘤细胞摄取，表明MSC膜具备作为药物载体的潜力。该研究为本项目的开展提供了充分的理论和实验依据，也为构建人源化的仿生纳米系统提供了一种安全、充足、质量可靠和可持续的细胞膜来源。.（2）我们以PH敏感的PEG-Hz-cRGD脂质为基础研发了一种环境自适应的cRGD-DDD脂质体纳米药物，并在符合临床治疗场景的胶质瘤切除术后模型中作为术后辅助治疗的方式评价了其治疗效果，为丰富胶质瘤药品种类奠定了基础，同时本项目相关的研究方法可以为胶质瘤的新型药物研发提供更好的思路，为临床应用提供依据。.（3）我们进一步探索了胶质瘤发生、发展的机制：证明了WNT5A具有调节GSCs内皮转分化和GDECs血管生成的双重作用，表明WNT5A是一个胶质瘤抗血管生成治疗的潜在靶点；Prrx1通过TGF-β/smads信号通路促进NSGC干性的获得、GSC干性的维持和肿瘤新生血管的形成，是调控GSC干性及其血管形成的关键基因；CircGLIS3通过调控Ezrin磷酸化促进高级别胶质瘤的侵袭性。.本项目资助发表SCI论文7篇（其中项目主持人为其中5篇的共同通讯作者），向国家知识产权局申请发明专利1项、实用新型专利1项，获广东省自然科学奖二等奖1项，培养博士2名（1名已毕业，1名在读）。因此，本项目的研究结果基本完成了预定的研究目标。

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