DOI:10.1016/j.msec.2020.110846
腫瘤殺傷性神經干細胞（NSCs）是對抗膠質母細胞瘤（GBM）的一種新興治療方法。這種療法利用基因工程的神經干細胞分泌殺瘤劑，以尋找并殺死GBM手術切除后殘留的腫瘤病灶。生物材料支架已被用于將神經干細胞運送至切除腔。在此，研究了支架降解率對腦切除腔中神經干細胞持續性的影響。通過改變乙縮醛右旋糖酐（Ace-DEX）的環/非環狀縮醛覆蓋率，制備了兩種不同降解率的復合Ace-DEX明膠電紡支架。在體外，快速降解的支架在一周內完全降解，而緩慢降解的支架的半衰期大于56天。支架在體內也保留了明顯的降解特征。在體外，兩種不同的神經干細胞系在Ace-DEX明膠支架上很容易粘附并保持存活。分泌腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體（TRAIL）的治療性NSCs接種在兩種支架上時，其TRAIL輸出與組織培養物處理的聚苯乙烯（TCPS）相同。此外，分泌的TRAIL在體外對人源GBM細胞株GBM8具有很強的抑制作用。將表達螢火蟲熒光素酶的神經干細胞接種在支架上，植入手術切除腔，并通過生物發光成像（BLI）監測其在腦中的持續性。將NSC負載支架與懸浮液中直接注射（DI）NSCs進行比較，后者是目前NSC治療GBM的臨床方法。快速降解和緩慢降解支架的NSC植入效率分別比DI增強了2.87倍和3.08倍。有趣的是，支架降解特征對NSC的持續性沒有顯著影響。然而，與DI相比，兩種支架的NSCs的持續性和長期存活率都顯著提高，在大多數小鼠中，BLI在第120天仍然檢測到植入支架的NSCs。總的來說，這些結果強調了借助支架利用腫瘤殺傷性NSC治療GBM的益處。
圖1.復合Ace-DEX明膠支架的降解曲線。（A）快速和慢速支架參數表，包括Ace-DEX％縮醛覆蓋率（CAC），明膠負載量（％w/w）和所得支架的降解半衰期。 （B）100小時交聯后，快、慢速支架的降解曲線。顯示了總支架質量（實心標記）和明膠質量（空心標記）的百分比。（C）放大的快速降解曲線。數據表示為平均值±標準偏差。含（D）快速和（E）慢速Ace-DEX明膠支架交聯100小時的支架的代表性掃描電子顯微鏡（SEM）顯微照片。比例尺為10 μm。
圖2.負載ICG的Ace-DEX明膠支架的體外和體內表征。 （A）快速和慢速Ace-DEX明膠支架釋放ICG的體外特征。數據表示為平均值±標準偏差。（B）在體內代表性時間點ICG殘留的定量百分比。數據表示為平均值±標準偏差。（C）在代表性時間點，在手術切除腔內植入的負載ICG支架的熒光圖像。熒光標度以輻射度（ρ/s/cm2/sr）為單位，其極限值設置為2.00 x 107至2.00 x 109，以便最好地可視化高初始信號和此后消失的信號。
圖3.Ace-DEX明膠支架上的NSC接種和生存力。（A）為適應小鼠手術切除腔而縮放的3 mm大小的支架的圖像。（B）帶有C17.2 NSCs的支架在24小時的細胞承載能力。（C）通過將支架上的細胞數量標準化為永生化的和原代NSCs的細胞數量來確定的細胞接種效率。（D）接種在支架上的細胞在48小時的生長，對于永生化的和原代NSCs，標準化至24小時的生存力。數據表示為平均值±平均值的標準偏差。
圖4.產生治療性NSCs并接種到支架上。（A）與TCPS相比，TRAIL-NSCs在快速降解和緩慢降解支架上分泌TRAIL的定量。（B）隨著未修飾NSCs或TRAIL-NSCs比例的增加，培養的GBM細胞的生存力。（C）用從含有分泌TRAIL的NSCs收集的上清液處理的GBM細胞的生存力。數據表示為平均值±標準偏差。利用Tukey的多重比較事后測試，進行了方差分析以確定統計顯著性。對于與GBM比值相同的NSC，**p<0.005和****p<0.0001。
圖5.切除腔中植入Ace-DEX明膠支架上的NSC的持續性。（A）BLI圖像顯示了在手術切除腔中植入后的代表性時間點的NSC。BLI標度以輻射度（ρ/s/cm2/sr）為單位，其限值為2 x 104至2 x 106。（B）NSC植入法的功效，將DI與在快速和慢速降解支架上接種的NSC進行比較。數據表示為平均值±標準偏差。由方差分析和Tukey多重比較事后測試測得統計顯著性。相對于DI，*p<0.05和**p<0.005。（C）大腦中NSC的BLI信號隨時間歸一化為背景。數據表示為平均值±平均值的標準偏差。進行方差分析以確定AUC的顯著性。相對于DI，**p<0.005。（D）大腦清除NSC的Kaplan-Meier曲線，將DI與在快速和慢速降解支架上接種的NSC進行比較。清除率定義為BLI信號降至15％閾值以下。采用對數秩和（Mantel-Cox）檢驗以確定統計顯著性。相對于DI，*p<0.05，**p<0.005。（E）第120天的NSC平均輻射顯示NSC植入效率。數據表示為平均值±標準偏差。由方差分析和Tukey多重比較事后測試測得統計顯著性。相對于DI，*p<0.05。
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