2023年9月19日，国际学术期刊Nature Communications在线发表了石鹏教授课题组以“Nongeneticsurface engineering of mesenchymal stromal cells with polyvalent antibodies toenhance targeting efficiency”为题的研究成果。华南理工大学为该项工作的第一署名单位，博士研究生叶腾辉和硕士研究生刘茜为共同第一作者。

间充质干细胞（MSCs）拥有促血管生成，抗炎和免疫调节等特性，是再生医学领域中广泛使用的治疗细胞类型。移植的MSCs可通过旁分泌的方式改善受损组织的微环境，在许多重大疾病的治疗上展现出极高的应用价值。静脉输注因具有微创性以及可重复给药等特点，是MSCs临床应用中最常用的注射方式。然而静脉输注的MSCs对受损组织的归巢效率低下，严重限制了MSCs的临床应用。研究表明，在MSCs细胞膜表面修饰促进靶向血管内皮细胞的粘附分子可有效增强MSCs的归巢效率，然而目前的研究主要局限于在MSCs表面修饰粘附分子单体，受限于单价作用的低结合亲和力，改造后的 MSCs粘附能力的提升仍然有限。

因此，华南理工大学石鹏教授课题组开发了一种多价抗体工程化改造MSCs的方法。通过非基因工程方法在MSCs表面组装多价抗体，能有效地增强MSCs对受损组织的归巢效率。

研究团队首先将靶向血管内皮细胞的抗体anti-VCAM1与DNA共价偶联，利用DNA杂交链式反应将抗体组装成多价结构（PAV）。然后在生理条件下，将DNA-anti-VCAM1在MSCs表面自下而上地组装形成PAV，成功构建多价抗体工程化改造的MSCs（PAV-MSCs）。通过体外流动粘附实验，证实PAV-MSCs显著增强了对血管内皮细胞的粘附。团队进一步探讨PAV-MSCs在体内的靶向粘附，结果显示PAV-MSCs能通过增强对血管内皮细胞的粘附从而提高对受损组织的归巢效率。在小鼠结肠炎模型中的研究也表明，PAV-MSCs表现出对受损结肠更强的归巢效率以及对结肠炎更好的治疗效果。

在这种工程化细胞的方法中，将细胞与DNA-抗体进行简单的孵育，在几个小时内就可完成多价抗体对细胞的工程化改造，极大的简化了制备过程以及减少了制备成本。改造后的MSCs在体内和体外都具有良好的生物安全性。这种细胞工程化方法为推进MSCs的临床应用提供了一种新的策略。

附文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-023-41609-8