2024年，由京都大学（Kyoto University）的Takeda Pharmaceutical Company Limited研究团队在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上发表了题为“Identification and removal of unexpected proliferative off-target cells emerging after iPSC-derived pancreatic islet cell implantation”的研究论文。
研究简介
本研究的主要目的是识别和去除在诱导多能干细胞（iPSC）衍生的胰岛细胞植入后意外出现的增殖性非靶细胞（PMSCs）。研究团队通过在免疫缺陷小鼠体内植入iPSC衍生的胰岛细胞（s7-iPICs），观察到这些细胞植入后出现了具有间充质干细胞（MSCs）和平滑肌细胞（SMCs）特性的意外增殖细胞，这些细胞被命名为增殖性间充质干细胞和肌细胞样细胞（PMSCs）。研究发现，当使用10^8个s7-iPICs时，PMSCs的出现频率较高，这在临床应用中是一个潜在的安全风险。
研究团队开发了一种体外检测系统和有效的PMSCs去除方法。他们实施了一个为期4周的延长培养系统，并证明了通过化合物处理，特别是使用紫杉醇类药物多西他赛（docetaxel），可以减少疑似PMSCs的数量。当使用多西他赛处理过的s7-iPICs进行植入时，不再观察到PMSCs的出现。
研究结果表明，PMSCs可能源自非内分泌前体细胞，这些细胞在植入后数月的体内成熟过程中才显现出来。因此，研究团队面临的挑战是开发一种不需要依赖植入试验的检测系统。他们通过在体外延长培养预植入细胞，模拟了胰腺内分泌细胞的体内成熟过程，并观察到延长培养可以诱导出与体内PMSCs相似的细胞群。
在研究讨论部分，作者指出，尽管在使用细胞数量为10^6的植入研究中，PMSCs的出现频率较低，尤其是在使用s7-iPICs时，但当需要为1型糖尿病患者植入10^8到10^9个细胞时，这种异常增殖可能成为临床应用的主要风险。此外，由于PMSCs在植入前不表达特定的标记物，并且只有在体内成熟数月后才显现出来，因此检测PMSCs需要数月的时间。因此，研究团队开发了一个4周的延长培养系统，并在体外暴露了疑似PMSCs（PDX1−/CHGA−人群），而无需植入。此外，他们证明了疑似和体内PMSCs可以通过化合物处理减少，特别是使用紫杉醇类药物多西他赛。
研究还发现，多西他赛处理的s7-iPICs在植入后，PMSCs的出现频率被抑制，而抗糖尿病活性仍然明显。这表明多西他赛不仅在体外延长培养中有效，而且在体内植入中也有效。此外，当与s7-iPICs结合使用时，多西他赛可以显著降低植入后非靶细胞出现的风险，同时保持治疗效果。
研究团队还探讨了PMSCs的起源，他们通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）数据分析，发现PMSCs可能源自非内分泌前体细胞。他们还发现，PMSCs和囊肿可能源自不同的细胞类型，因为它们在延长培养后的比例不同，且在顺铂处理后的减少比例也不同。
最后，研究团队强调了在使用PSC衍生的细胞疗法时，识别和解决安全问题的重要性。他们认为，这些发现将显著加速通过细胞疗法实现糖尿病治愈的实现。此外，通过延长培养提高非靶细胞检测的敏感性和速度的方法，可以广泛应用于细胞疗法领域。
总结来说，本研究通过体外延长培养和化合物处理的方法，成功地识别和去除了iPSC衍生的胰岛细胞植入后意外出现的PMSCs，为临床应用提供了安全的细胞疗法。研究结果不仅为糖尿病治疗提供了新的策略，也为其他类型的PSC衍生产品提供了去除非靶细胞的有效方法。
原文链接：
https://doi.org/10.1073/pnas.2320883121
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