臍帶間質幹細胞治療肺纖維化

#首見肺纖維化可逆轉 #已技術轉移並進行臨床試驗

計畫宗旨與展望

    當肺部組織受到吸菸、細菌、病毒、空氣汙染、老化、氧化自由基、放射線、化療藥物、或遺傳性等傷害,導致肺泡細胞損傷,使得肺部間質區域發生發炎反應、纖維母細胞增生。因此,細胞外間質區域內的膠原蛋白大量沉積,造成氧氣與二氧化碳的交換受阻,這便是肺臟纖維化。一般認為肺臟纖維化對肺部的傷害是不可逆的,是漸進式的惡化,也就是說,肺臟纖維化病人肺功能只有越來越惡化。因此,當肺部纖維化現象越來越嚴重後,會使得病患發生呼吸衰竭進而導致死亡。先前已經發表的論文,都在肺部傷害後,立即、或一天後就移植幹細胞,也就是探討幹細胞治療急性肺炎的效果、或幹細胞預防肺臟纖維化的效果。並且,截至目前為止,臨床上並沒有任何藥物,可以有效治癒肺部纖維化,僅靠部分藥物,以降低病患不適感,或是僅能減緩肺纖維化的惡化速率。臨床醫學上,都還沒有藥物、或方法將已經纖維化的肺臟治癒。

我們實驗室積極研究,存在於臍帶wharton’s jelly內的臍帶間質幹細胞於臨床疾病的治療效果。臍帶為生產後的餘物,相較於胚胎及骨髓,更容易取得。先前我們實驗室,移植人類臍帶間質幹細胞到大白鼠的紋狀體、脊髓、大腦皮質、海馬體、與小腦內,有效治療帕金森氏症、脊髓受損、腦中風、癲癇、與小腦萎縮症,都一再證明人類臍帶間質幹細胞,不會引起宿主產生免疫或排斥的發生。事實上,我們不僅將人類臍帶間質幹細胞應用於治療中樞神經疾病,也移植人類臍帶間質幹細胞治療大白鼠的糖尿病、肝臟纖維化、與腹膜纖維化,都有顯著的治療效果。既然,移植人類臍帶間質幹細胞於大白鼠的不同臟器裡,植入的細胞都可以存活於大白鼠體內,證明人類臍帶間質幹細胞,不會引起異體、或異種宿主產生免疫、或排斥的發生,因此,我們認為人類臍帶間質幹細胞可做為臨床醫學的移植材料。

因此,我們希望移植新生兒臍帶中的Wharton’s jelly內之臍帶間質幹細胞到已經肺部纖維化的大白鼠體內,探討治療、逆轉肺部纖維化的可行性、與機轉。

計畫內容與關鍵技術

    我們研究團隊,取成熟大白鼠,將bleomycin (簡稱BLM)打入大白鼠的左支氣管內,建立嚴重的、穩定的左肺單側肺纖維化動物模式。在給予BLM傷害後的第21天,左肺已經呈現嚴重萎縮情形,才移植人類臍帶間質幹細胞到大白鼠支氣管內。 經由肺功能檢測發現,BLM病鼠的動脈血氧飽和度明顯的降低、並且呼吸頻率明顯上升,移植人類臍帶間質幹細胞的BLM病鼠,其血氧飽和度則有顯著的回升,呼吸頻率也有統計上的舒緩現象。在實驗不同天時,犧牲動物,觀察大白鼠肺臟,結果顯示,BLM病鼠在傷害後第7天開始,左肺肺泡空間顯著減少,移植幹細胞的BLM病鼠,肺泡空間則有明顯的回復情形(圖一)。

圖一、由外型巨觀顯示,移植人類臍帶間質幹細胞,能改善肺纖維化病鼠左肺的萎縮。

取Normal組第49天、BLM組傷害後不同天數、BLM+低劑量幹細胞移植組第49天、和BLM+高劑量幹細胞移植組第49天大白鼠,取其肺臟,觀察左、右肺臟的正面觀 (圖A-H)、背面觀 (圖A1-H1)。由外觀可以觀察到,給予BLM傷害第7天開始,左肺明顯萎縮,肺泡僅存在於左肺的外周圍,移植高劑量人類臍帶間質幹細胞,則明顯增加左肺肺泡體積。

由肺臟之連續組織切片發現,BLM病鼠左肺的中央區域,在第7天便出現細胞大量浸潤,接著,在第21天開始膠原蛋白大量沉積,含有肺泡的面積明顯的減少。移植幹細胞之BLM病鼠,明顯改善肺部細胞浸潤、膠原蛋白沉積等病理變化。並且,在移植後一個月,植入大白鼠肺臟中的人類臍帶間質幹細胞仍然存活並分布於大白鼠肺臟中,並沒有分化成為肺泡上皮細胞,而是分泌多種的生物激素。分泌的生物激素,一方面產生抗發炎作用,降低纖維母細胞的活化;另一方面,刺激大白鼠巨噬細胞的活化,並合成大量的MMP-9,藉此分解已經存在的膠原蛋白;同時,也促進大白鼠肺泡上皮細胞的再生(圖二)。

圖二、人類臍帶間質幹細胞修復肺臟纖維化的機制

  總結實驗結果,移植人類臍帶間質幹細胞能夠長時間存活於大白鼠肺臟中,有效地治療肺臟纖維化,對臨床肺臟纖維化病患提供一個新的治療方向。

亮點績效

1、臍帶間質幹細胞治療肺纖維化的專利技術,獲得國內,富華生再生醫學生技公司的投資。

2、將在台北榮民總醫院、與高雄榮民總醫院展開臨床試驗。

新聞報導

FORMOSA NEWS:Stem cells shown to repair scarred lungs

https://englishnews.ftv.com.tw/read.aspx?sno=2F24E0C92523DB855AF05370E9FEFE39

TVBS電視台:【十點不一樣】無症狀、肺炎患者有望治癒!「再生醫療」助防疫
東森電視台
自由時報:幹細胞治療 逆轉修復 菜瓜布肺有救

https://news.ltn.com.tw/news/life/paper/1313686

其他相關子計畫

以生物科技法律面向/協助政府法規制定

#協助醫事司修法 #解決快速上市之管制爭議與不良反應責任 計畫宗旨與展望 再生醫療具有幾項不同於既有藥物的管制特性: (1)是醫療行為,還是製藥行為?涉及管轄機關和上市規範差異。 (2)快速上市管制爭…

READ MORE

幹細胞臨床醫學研究

#老年性視網膜黃斑部病變治療 #視網膜色素上皮細胞分化 計畫宗旨與展望 「再生醫學」(Regenerative medicine),是指利用細胞或組織製品,以及具生物可相容性提供細胞生長的生醫材料,經…

READ MORE

調控間質幹細胞於骨質疏鬆症之治療

#提升間質幹細胞分化效能 #細胞外間質纖維連接蛋白之純化技術 計畫宗旨與展望     骨質疏鬆症是由新骨組織的產生與舊骨組織的破壞之間的不平衡所引起的,是一種影響全世界數百萬人的疾病。目前為止,骨質疏…

READ MORE

幹細胞品質監控/產業運用

#細胞斷層掃描 #生醫影像與生醫晶片 #臨床應用且品質穩定的多功能幹細胞       山中伸彌教授2006年發現誘導性多功能幹細胞iPSC(induced pluripotent stem cell)…

READ MORE

人類誘導型多能幹細胞

#日本京大CiRA基金會 #次世代自動化3D幹細胞培養 計畫宗旨與展望 再生醫學 (Regenerative medicine) 的定義為利用健康的細胞來修復、重組及取代受損細胞功能或組織,讓受傷的細…

READ MORE

國際研究合作計畫

#日本京大iPS細胞研究所基金會 #次世代自動化3D幹細胞 攜手諾貝爾醫學獎得主,台日共同合作解決幹細胞製備技術 繼前年與京都大學諾貝爾醫學獎山中伸彌教授(Prof. Shinya Yamanaka)…

READ MORE
This site is registered on wpml.org as a development site. Switch to a production site key to remove this banner.