应用Er:YAG激光微孔阵列技术进行骨髓间充质干细胞经皮递送的研究

Stem cell therapy has demonstrated a great future for the disease treatment. However,the delivery of stem cells to targeted tissues is still one of the key difficulties.The injection and surgical transplantation are currently mainly used delivery strategy in stem cell therapy.?As known, epidermal stem cells play a centrol role in homeostasis,wound repair and gene therapy.It resided in the basal layer of epidermis.In addition, nearlly all of the skin cancers begin in the epidermis of the skin. But so far, there is no an ideal strategy to deliver cells for such targeted rigions. Laser microporation is a novel method for transdermal delivery of macromolecules. Recently, we reported the transdermal delivery of antibodies using this technology for the first time. The aim of this study is to deliver stem cells to the epidermis using laser microporation technology and to discover the effects of transdermal delivery of stem cells in vitro and in vivo. This study could provide a noval strategy for stem cell delivery and improve the efficiency and application of stem cells to treat skin cancer, refractory single gene genetic skin diseases and skin damage repair treatment.

干细胞治疗已展现了对疾病治疗的巨大应用前景, 但干细胞的靶向组织递送仍是干细胞治疗的关键和难点之一。现行的干细胞药物递送手段主要是注射和手术移植。表皮干细胞是正常皮肤的自我更新,受损皮肤的修复和基因治疗所必需的关键性源泉,而表皮干细胞位于皮肤表皮中的基底层。另外,皮肤癌等疾病的发病区域亦多为皮肤的表皮层。目前对此区域进行干细胞治疗的药物递送的效果并不是很理想。Er：YAG激光微孔阵列技术是一种生物大分子经皮递送的新型手段。我们已于最近首次应用此技术实现了抗体等生物大分子药物的经皮递送。本项目将应用该技术进行干细胞经皮靶向皮肤表皮层递送的研究，探索此技术在体外皮肤组织和活体动物皮肤表皮层中递送干细胞的能力,效率和在uv灼伤裸鼠上表现的生物学效应。项目的成功实施，将为干细胞的药物靶向递送提供新的方法和思路，提高应用干细胞治疗皮肤损伤修复,皮肤癌和顽固性单基因遗传皮肤病等的递送效率和治疗效果。

干细胞对疾病的治疗已展现了广泛且巨大的应用前景，其已被用于自身免疫性疾病、遗传性疾病、恶性肿瘤和器官修补更新等方面的治疗。在皮肤科学上，其被用于大疱性表皮松解症和鱼鳞病等遗传性皮肤病的治疗，以及皮肤重建等。但是，如何将干细胞高效递送到疾病发生的特定靶向组织和部位，一直是干细胞治疗实施的难点之一。传统的注射和手术移植方法，只能将药物系统递送到皮肤的深部位置。然而，很多皮肤疾病的起始和治疗位点确是位于皮肤浅层的表皮层，包括99%的皮肤癌症，正常皮肤的自我更新和受损皮肤的修复等主要分布在皮肤表皮底层的基底层。因此，能够进行皮肤表皮层的靶向局部给药，减少系统给药对肝脏等脏器的毒副作用一直是被迫切追求的。我们的研究结果已证实，应用Er:YAG 激光微孔阵列技术，可以实现对皮肤浅表表皮层的高效局部靶向递送。..应用Er:YAG 激光微孔阵列技术，我们的研究结果已证实：.1. 应用这项技术，可以实现细胞在皮肤浅部位皮肤表皮层的靶向递送；并且可以通过激光能量密度的调控，从而实现对皮肤表皮层不同深度部位的控制。因而针对不同薄厚的皮肤部位，可根据需要进行位置深度调控。.2. 应用这项技术，可以通过调控激光微孔数量从而满足对不同细胞数量的递送要求。我们已经发现在不同来源（猪耳皮肤和鼠皮肤）的皮肤中，微孔数量与递送细胞数量之间的一定关系性。这可为今后的临床用药提供指导作用。.3. 递送后的细胞已被证实仍然具有活性，并且主要定植在皮肤中；递送的细胞在皮肤中呈现扩散状态分布。..上述研究结果已被总结并在投稿中。..此外，通过构建体外和细胞模型，我们已发现了能够靶向调控胱硫醚beta-合成酶和gamma-分泌酶的小分子化合物，这些研究结果，作为共同第一作者，已发表于国际期刊(SCI I.F. >5) Chemical Communications（2013）和 Scientific Reports（2015） 上。