PNAS：克服MSC异质性的新策略，南开大学李宗金等团队开发IL-4多肽水凝胶，制造均一CD106⁺亚群用于急性肾损伤治疗

间充质干细胞（MSC）表现出显著的异质性，这限制了它们在再生医学中的治疗效果。

2026年6月10日，南开大学李宗金独立通讯在

PNAS

在线发表题为

IL-4 peptide hydrogel reprograms MSC heterogeneity toward the CD106+ population for enhanced renal repair

的研究论文。

该研究介绍一种自组装的白细胞介素-4（IL-4）多肽水凝胶，旨在将MSC群体转变为具有增强再生和免疫调节能力的均一CD106⁺亚群。为了评估其治疗潜力，作者将负载IL-4水凝胶的MSC通过肾包膜移植方式给予急性肾损伤（AKI）小鼠模型。与未经处理的MSC相比，被包封的MSC表现出更优的植入和存活能力，肾功能显著改善，表现为血清肌酐水平降低、肾小管坏死减轻以及炎性浸润减少。

这些发现突出了IL-4多肽水凝胶作为一个有前景的平台，能够克服MSC异质性并制造疾病特异性的MSC，为AKI及其他领域的先进细胞疗法提供了一种可扩展的策略。

间充质干细胞（MSC）是临床试验中研究最广泛的干细胞类型之一，人们探索其通过免疫调节和促进再生等机制治疗多种疾病的能力。该领域的一个里程碑事件是美国食品药品监督管理局（FDA）于2024年批准了首个MSC疗法用于治疗移植物抗宿主病（GVHD），这激励了基于MSC的治疗方法的进一步临床开发。

然而，MSC群体内在的异质性限制了MSC疗法的临床成功。MSC疗法存在的争议和临床变异性与MSC的来源和培养条件密切相关，并且MSC群体在其促再生和免疫调节的细胞因子分泌谱方面表现出显著的异质性。为了获得MSC疗法一致且均质的结果，非常需要能够识别用于特定应用（如免疫调节或再生）的功能性均质MSC群体的策略。

来自骨髓（BM）、脂肪组织、脐带或胎盘的MSC包含具有不同治疗潜力的各种亚群，例如来自骨髓和胎盘的MSC具有高促血管生成特性。此外，CD106，也称为血管细胞黏附分子-1（VCAM-1），是MSC的一个亚群，具有优异的免疫调节和再生特性，并且用促炎细胞因子IFN-γ、TNF-α或IL-1β预处理MSC可以增加CD106的表达并改善治疗结果。

通过调节MSC的旁分泌效应，已经开发了用生长因子混合物以及缺氧和生物材料来预激活MSC的策略，以增强MSC的治疗潜力。挑战包括生长因子的成本，这可能限制MSC的大规模生产和临床转化。此外，MSC的治疗应用非常需要均质的MSC群体和针对疾病背景量身定制的个性化预激活策略。

图1.IL-4-SAP水凝胶治疗AKI的治疗策略说明（摘自

PNAS

）

自组装多肽（SAP）水凝胶的最新进展能够模拟天然的细胞外基质（ECM）和细胞微环境，通过为细胞提供支架并作为生物活性因子的载体，在MSC培养和递送方面展现出巨大潜力。这种方法可能带来更高的有效性，有可能克服与传统方法相关的局限性，同时最大化MSC衍生产品的治疗益处。

IL-4是一种在免疫调节和组织修复中具有明确作用的细胞因子，已有报道称其能增强组织再生并影响MSC表型。IL-4多肽——一段由KRLDRN组成的6个氨基酸序列——已被鉴定为IL-4蛋白的活性区域，该区域能够结合IL-4受体并与巨噬细胞极化相关。

然而，IL-4的功能性多肽能否被整合到生物材料系统中以选择性地富集优势MSC亚群，从而克服异质性，仍然未知。在此，作者开发了一种来源于IL-4的多肽KRLDRN功能化的自组装多肽水凝胶，该水凝胶能够引导MSC转向具有增强再生和免疫调节特性的均一CD106⁺亚群。

接下来，在缺血性急性肾损伤（AKI）小鼠模型中，作者通过将MSC包封在水凝胶中进行肾被膜下递送，结果表明，包封在IL-4水凝胶中的MSC表现出更优的存活、植入和肾脏保护效果。

这种方法不仅为获得均一的CD106⁺细胞群体提供了一个可扩展的解决方案，而且建立了一个针对疾病定制的生物材料-细胞平台，对于推进AKI及其他领域的细胞治疗具有重要意义。

参考消息：https://doi.org/10.1073/pnas.2536368123