最近,廣東醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院和暨南大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)研究所發(fā)現(xiàn)了一種可用于擴(kuò)增臍帶血造血干細(xì)胞的化合物,不但能夠提高造血干細(xì)胞的絕對(duì)數(shù)量還能夠有效抑制其分化。這項(xiàng)研究成果已在《歐洲藥物化學(xué)雜志》(European Journal of Medicinal Chemistry)發(fā)表。
造血干細(xì)胞是指具有自我復(fù)制和自我更新能力的干細(xì)胞,可以分化形成各種造血細(xì)胞和免疫細(xì)胞。造血干細(xì)胞移植已被廣泛用于治療造血系統(tǒng)惡性腫瘤、遺傳缺陷、自身免疫性疾病和某些實(shí)體瘤等疾病的治療。目前用于移植的造血干細(xì)胞主要來(lái)源于骨髓、外周血和臍帶血,其中臍帶血具備采集安全無(wú)痛、配型成功率高、移植物抗宿主病發(fā)生率低且程度較輕等特點(diǎn)而成為寶貴的醫(yī)療資源,已成為造血干細(xì)胞的重要來(lái)源。
為了滿足獲取更多造血干細(xì)胞的特殊需求,臍帶血體外擴(kuò)增技術(shù)也得到了長(zhǎng)足發(fā)展。過(guò)去二十年的大量研究表明,轉(zhuǎn)錄因子、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)物、抗凋亡蛋白、細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子和表觀遺傳修飾基因等內(nèi)外部生物物質(zhì),都參與了造血干細(xì)胞的自我更新和分化之間的平衡控制;Wnt、HOX、Notch、ShhFGF等幾種信號(hào)傳導(dǎo)途徑,也被發(fā)現(xiàn)可以刺激造血。
遺憾的是,由于擴(kuò)增能力有限、免疫重建延遲、病毒感染發(fā)生率增加、植入失敗率高、批次間差異、致癌隱患、成本高和不可控制性等隱患,這些體外擴(kuò)增方法仍然不適合臨床應(yīng)用。
近年來(lái)的研究表明,一些小分子可以非常有效地促進(jìn)造血干細(xì)胞的體外擴(kuò)增,并具備降低成本,易于操作和精確控制的顯著優(yōu)勢(shì),為臨床應(yīng)用帶來(lái)更大希望,如表觀遺傳修飾劑、GSK-3b抑制劑、Cu2+螯合劑、轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)劑、細(xì)胞周期抑制劑等都是具有代表性的小分子,但迄今為止,最有效的小分子當(dāng)屬UM171。
UM171的發(fā)現(xiàn)者Anne Mariner和Guy Sauvageau
2014年9月,蒙特利爾大學(xué)免疫學(xué)和癌癥研究所(IRIC)的研究人員Guy Sauvageau和Mariner博士,在著名的《Science》雜志上宣布發(fā)現(xiàn)了一種新分子UM171。這是一種嘧啶并吲哚衍生物,可促進(jìn)造血干細(xì)胞的增殖,是多譜系造血再生和造血干細(xì)胞移植成功的必要條件。初步臨床研究結(jié)論已顯示了它的諸多益處,包括更快的植入以及更少的感染性并發(fā)癥和更好的HLA匹配等等。
analog 11導(dǎo)致顯著的造血干細(xì)胞體外擴(kuò)增效應(yīng),具有很強(qiáng)的長(zhǎng)期造血干細(xì)胞擴(kuò)增活性
我國(guó)研究者在此基礎(chǔ)上探索了UM171的結(jié)構(gòu)活性關(guān)系,合成了37種類(lèi)似物并進(jìn)行了評(píng)估,鑒定出幾種有效促進(jìn)臍帶血造血干細(xì)胞體外擴(kuò)增的化合物。其中名為analog 11的化合物在促進(jìn)臍帶血造血干細(xì)胞擴(kuò)增和維持?jǐn)U增細(xì)胞干性方面具有最高的效力和效率。
通過(guò)analog 11擴(kuò)增的臍帶血造血干細(xì)胞保留了菌落形成單位(CFU)特性和足夠的多譜系分化能力,初步表明,analog 11與造血干細(xì)胞體外擴(kuò)增活性實(shí)驗(yàn)中提及的小分子一樣有效。
研究人員結(jié)合其優(yōu)異的藥理活性和高濃度時(shí)的非細(xì)胞毒性,斷言analog 11是有前途的體外擴(kuò)增劑之一,其臨床潛力值得進(jìn)一步研究。如果這種擴(kuò)增劑最終得到推廣,今后只需采集少量的臍帶血作為“種子”就可以滿足患者臨床移植的需要,乃至于儲(chǔ)存單份臍帶血就能通過(guò)擴(kuò)增滿足自身和家庭成員的重復(fù)使用,最大限度造福患者健康。