GMP小分子在細胞治療中的作用和應(yīng)用前景
干細胞療法，就像一位"萬能醫(yī)生"，有望治愈從阿爾茨海默病到癌癥等多種頑疾，為無數(shù)患者帶來新生！GMP 小分子，一位絕佳的"輔助者"今天讓我們一起探索下 GMP 小分子在干細胞療法中的應(yīng)用吧！
01
干細胞療法
STEM CELL THERAPY
2025 年 1 月初，MIT Tech Review 公布了被認為最有潛力的十大突破性技術(shù)，涉及科技、生物和醫(yī)療等各個方面，被認為是在未來幾十年內(nèi)可以重新定義未來的技術(shù)。其中，干細胞療法因其有望治愈多種疾病 (神經(jīng)退行性疾病、糖尿病、癲癇、癌癥、心力衰竭和眼部疾病等) 的巨大潛力而備受矚目[1]!
干細胞治療即誘導干細胞分化為各種類型的成體細胞 (如神經(jīng)細胞，胰島細胞)，移植進入人體特定部位替換病變的細胞發(fā)揮功能，達到治療疾病的目的。早期使用病毒轉(zhuǎn)導系統(tǒng)引入重編程因子，存在致癌風險，且重編程效率低。相比之下，小分子化合物可以彌補這些缺陷，具有易于使用且方便，作用快，穩(wěn)定性好，成本低，過程可控，安全性高等優(yōu)勢，并且可以通過藥物化學進一步修改單個分子以增加效力、安全性或穩(wěn)定性。這些屬性使小分子在干細胞治療和再生醫(yī)學發(fā)展中展現(xiàn)了巨大前景。
圖 1. 小分子化合物在干細胞療法中的應(yīng)用[2]。
02
GMP 小分子的應(yīng)用
APPLICATIONS OF GMP SMALL MOLECULES
GMP (Good Manufacturing Practice) 是藥品生產(chǎn)和質(zhì)量管理的基本準則。GMP 小分子化合物是細胞療法生產(chǎn)中的輔助試劑，可用于干細胞的重編程、擴增和分化，但不會出現(xiàn)在最終產(chǎn)品中，保證細胞治療的安全性。
1. GMP 小分子誘導 hCiPSC
小分子化合物 JNKIN8、CHIR99021、DZNep 等誘導人類體細胞化學重編程為多能干細胞 (hCiPSC)，將誘導時間從約 50 天大大縮短到最短 16 天，VTP50469 和 CX4945 等的組合可將重編程效率從 0.016% 顯著提高到 8.75%。
圖 2. 小分子化合物誘導人類體細胞重編程為 hCiPSC[3]。
2. GMP 小分子誘導定向神經(jīng)分化
小分子化合物 SB-431542、LDN193189、XAV-939、SU 5402、DAPT 和 Mirdametinib (PD0325901) 可以加速誘導干細胞定向神經(jīng)分化，在分化第 16 天即可誘導產(chǎn)生具有功能性電生理特性的有絲分裂后皮質(zhì)神經(jīng)元。
圖 3. 小分子化合物誘導定向神經(jīng)分化[4]。
3. GMP 小分子誘導成體細胞轉(zhuǎn)分化
小分子化合物還可以誘導成體細胞轉(zhuǎn)分化，LDN193189 和 CHIR99021 協(xié)同作用從培養(yǎng)的星形膠質(zhì)細胞中誘導生成成熟的神經(jīng)元。
圖 4. 小分子化合物誘導成體細胞轉(zhuǎn)分化[5]。
4. GMP 小分子誘導 CiPSC 治療 Ⅰ 型糖尿病
除了基礎(chǔ)研究，在細胞治療中，已經(jīng)有小分子化合物 (Y-27632 、Valproic acid (VPA)、RepSox、IWP-2、Retinoic acid、Liothyronine、TTNPB、DMH-1、Linifanib (ABT-869)、ISX-9 等) 誘導多能干細胞 (CiPSC) 治療 Ⅰ 型糖尿病的實例報道。通過在腹部前直肌鞘下自體移植化學誘導的多能干細胞來源的胰島 (CiPSC 胰島) 治療 Ⅰ 型糖尿病，患者在移植后 75 天開始實現(xiàn)持續(xù)的胰島素獨立�；颊叩哪繕搜欠秶鷷r間從基線值的 43.18% 增加到移植后第 4 個月的 96.21%，同時伴有糖化血紅蛋白下降，糖化血紅蛋白是非糖尿病水平的長期全身血糖水平的指標。此后，患者呈現(xiàn)出穩(wěn)定的血糖控制狀態(tài)，目標血糖范圍時間 >98%，糖化血紅蛋白在 5% 左右。1 年后，臨床Ⅰ期實驗數(shù)據(jù)顯示患者恢復(fù)了不依賴外源性胰島素的血糖控制，證明了 GMP 小分子在細胞治療中的作用和應(yīng)用前景。
圖 5. 化學誘導多能干細胞來源的胰島細胞治療Ⅰ型糖尿病[6]。
03
MCE 產(chǎn)品
MCE PRODUCTS
MedChemExpress (MCE) 提供多種功能的 GMP 小分子，覆蓋重編程、干性維持、誘導各種定向分化等方面。MCE 提供的 GMP 小分子嚴格遵守 cGMP 指南生產(chǎn)，保證小分子化合物的安全、可靠、穩(wěn)定和高質(zhì)量，確保在細胞治療的安全性。并提供 GMP 小分子產(chǎn)品的文獻使用參考~（官網(wǎng)可查，示例如下）此外，MCE 還提供 GMP 小分子的定制合成服務(wù)，如有需要歡迎與我們聯(lián)系！
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產(chǎn)品推薦 |
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Y-27632 dihydrochloride (GMP) (HY-10583G) ATP 競爭性的 ROCK 抑制劑，誘導人成纖維細胞轉(zhuǎn)分化為功能性心肌細胞，誘導成纖維細胞重編程為多能干細胞 (hiPSCs)。 |
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Laduviglusib (CHIR-99021) (GMP) (HY-10182G) GSK-3 α/β 抑制劑，誘導體細胞重編程為多能干細胞，將人類成纖維細胞 (HFF) 轉(zhuǎn)分化為功能性心肌細胞，誘導人類化學誘導多能干細胞 (hCiPSC) 分化為胰島細胞 (hCiPSC-islets)。 |
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TGF-β 受體激酶抑制劑，誘導人類多能干細胞 (hPSC) 向有絲分裂后皮質(zhì)神經(jīng)元分化, 促進人類胚胎干細胞 (hESC) 定向分化為中腦多巴胺神經(jīng)元 (mDA)。 |
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TGF-β-RI/ALK5 抑制劑，誘導人成體細胞重編程為多潛能干細胞。 |
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ROCK 抑制劑，誘導小鼠尾尖和胚胎成纖維細胞重編程為多能干細胞 (CiPSC)。 |
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AM580 (CD336) (GMP) (HY-10475G) RARα 激動劑，誘導小鼠胚胎成纖維細胞重編程為化學誘導多能干細胞 (CiPSC)，誘導髓系祖細胞生成中性粒細胞。 |
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Tankyrase 抑制劑，誘導人類多能干細胞 (hPSC) 分化為有絲分裂后皮質(zhì)神經(jīng)元。 |
[1] https://www.technologyreview.com/2025/01/03/1109178/10-breakthrough-technologies-2025/
[2] Ao A, et al. Regenerative chemical biology: current challenges and future potential. Chem Biol. 2011 Apr 22;18(4):413-24.
[3] Liuyang S, et al. Highly efficient and rapid generation of human pluripotent stem cells by chemical reprogramming. Cell Stem Cell. 2023 Apr 6;30(4):450-459.e9.
[4] Qi Y, et al . Combined small-molecule inhibition accelerates the derivation of functional cortical neurons from human pluripotent stem cells. Nat Biotechnol. 2017 Feb;35(2):154-163.
[5] Tan Z, et al. Small molecules reprogram reactive astrocytes into neuronal cells in the injured adult spinal cord. J Adv Res. 2024 May;59:111-127.
[6] Wang S, et al. Transplantation of chemically induced pluripotent stem-cell-derived islets under abdominal anterior rectus sheath in a type 1 diabetes patient. Cell. 2024 Oct 31;187(22):6152-6164.e18.
