DOI:10.1016/j.msec.2020.110846
肿瘤杀伤性神经干细胞（NSCs）是对抗胶质母细胞瘤（GBM）的一种新兴治疗方法。这种疗法利用基因工程的神经干细胞分泌杀瘤剂，以寻找并杀死GBM手术切除后残留的肿瘤病灶。生物材料支架已被用于将神经干细胞运送至切除腔。在此，研究了支架降解率对脑切除腔中神经干细胞持续性的影响。通过改变乙缩醛右旋糖酐（Ace-DEX）的环/非环状缩醛覆盖率，制备了两种不同降解率的复合Ace-DEX明胶电纺支架。在体外，快速降解的支架在一周内完全降解，而缓慢降解的支架的半衰期大于56天。支架在体内也保留了明显的降解特征。在体外，两种不同的神经干细胞系在Ace-DEX明胶支架上很容易粘附并保持存活。分泌肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（TRAIL）的治疗性NSCs接种在两种支架上时，其TRAIL输出与组织培养物处理的聚苯乙烯（TCPS）相同。此外，分泌的TRAIL在体外对人源GBM细胞株GBM8具有很强的抑制作用。将表达萤火虫荧光素酶的神经干细胞接种在支架上，植入手术切除腔，并通过生物发光成像（BLI）监测其在脑中的持续性。将NSC负载支架与悬浮液中直接注射（DI）NSCs进行比较，后者是目前NSC治疗GBM的临床方法。快速降解和缓慢降解支架的NSC植入效率分别比DI增强了2.87倍和3.08倍。有趣的是，支架降解特征对NSC的持续性没有显著影响。然而，与DI相比，两种支架的NSCs的持续性和长期存活率都显著提高，在大多数小鼠中，BLI在第120天仍然检测到植入支架的NSCs。总的来说，这些结果强调了借助支架利用肿瘤杀伤性NSC治疗GBM的益处。
图1.复合Ace-DEX明胶支架的降解曲线。（A）快速和慢速支架参数表，包括Ace-DEX％缩醛覆盖率（CAC），明胶负载量（％w/w）和所得支架的降解半衰期。 （B）100小时交联后，快、慢速支架的降解曲线。显示了总支架质量（实心标记）和明胶质量（空心标记）的百分比。（C）放大的快速降解曲线。数据表示为平均值±标准偏差。含（D）快速和（E）慢速Ace-DEX明胶支架交联100小时的支架的代表性扫描电子显微镜（SEM）显微照片。比例尺为10 µm。
图2.负载ICG的Ace-DEX明胶支架的体外和体内表征。 （A）快速和慢速Ace-DEX明胶支架释放ICG的体外特征。数据表示为平均值±标准偏差。（B）在体内代表性时间点ICG残留的定量百分比。数据表示为平均值±标准偏差。（C）在代表性时间点，在手术切除腔内植入的负载ICG支架的荧光图像。荧光标度以辐射度（ρ/s/cm²/sr）为单位，其极限值设置为2.00 x 107至2.00 x 109，以便最好地可视化高初始信号和此后消失的信号。
图3.Ace-DEX明胶支架上的NSC接种和生存力。（A）为适应小鼠手术切除腔而缩放的3 mm大小的支架的图像。（B）带有C17.2 NSCs的支架在24小时的细胞承载能力。（C）通过将支架上的细胞数量标准化为永生化的和原代NSCs的细胞数量来确定的细胞接种效率。（D）接种在支架上的细胞在48小时的生长，对于永生化的和原代NSCs，标准化至24小时的生存力。数据表示为平均值±平均值的标准偏差。
图4.产生治疗性NSCs并接种到支架上。（A）与TCPS相比，TRAIL-NSCs在快速降解和缓慢降解支架上分泌TRAIL的定量。（B）随着未修饰NSCs或TRAIL-NSCs比例的增加，培养的GBM细胞的生存力。（C）用从含有分泌TRAIL的NSCs收集的上清液处理的GBM细胞的生存力。数据表示为平均值±标准偏差。利用Tukey的多重比较事后测试，进行了方差分析以确定统计显著性。对于与GBM比值相同的NSC，**p<0.005和****p<0.0001。
图5.切除腔中植入Ace-DEX明胶支架上的NSC的持续性。（A）BLI图像显示了在手术切除腔中植入后的代表性时间点的NSC。BLI标度以辐射度（ρ/s/cm²/sr）为单位，其限值为2 x 104至2 x 106。（B）NSC植入法的功效，将DI与在快速和慢速降解支架上接种的NSC进行比较。数据表示为平均值±标准偏差。由方差分析和Tukey多重比较事后测试测得统计显著性。相对于DI，*p<0.05和**p<0.005。（C）大脑中NSC的BLI信号随时间归一化为背景。数据表示为平均值±平均值的标准偏差。进行方差分析以确定AUC的显著性。相对于DI，**p<0.005。（D）大脑清除NSC的Kaplan-Meier曲线，将DI与在快速和慢速降解支架上接种的NSC进行比较。清除率定义为BLI信号降至15％阈值以下。采用对数秩和（Mantel-Cox）检验以确定统计显著性。相对于DI，*p<0.05，**p<0.005。（E）第120天的NSC平均辐射显示NSC植入效率。数据表示为平均值±标准偏差。由方差分析和Tukey多重比较事后测试测得统计显著性。相对于DI，*p<0.05。
