通过基因工程方式将催化肿瘤前体药物的酶类基因导入MSCs，其表达的酶可催化无毒的药物前体转变为细胞毒物质，导致携带该基因的受体细胞被杀死，同时诱导邻近肿瘤细胞凋亡，这类酶类基因称为自杀基因。在静脉输注基因修饰的MSCs后，MSCs携带自杀基因酶类归巢至肿瘤组织，系统地给前体药物，从而在肿瘤部位转化为细胞毒性衍生物，可将非靶标毒性降至最低。这种抗癌方法的主要优点是通过“旁观者效应”放大药物的毒性：基因修饰的MSCs凋亡间接释放大量的抗肿瘤药物进而导致邻近靶细胞的死亡。激活的前药所产生的细胞毒作用还会促进有毒物质的释放，从而激活免疫细胞，包括细胞毒性T细胞和巨噬细胞，进而取得更有效的抗肿瘤效果。半衰期短或全身毒性高的药物，如更昔洛韦或5-氟尿嘧啶，可能是基因修饰酶前药治疗的理想候选药物。
 

基因修饰的MSCs用于靶向各种肿瘤的最常见的酶前药复合物是单纯疱疹病毒胸苷激酶/更昔洛韦系统和胞嘧啶脱氨酶/5-氟胞嘧啶系统。以MSCs为基因治疗载体的CD/5-FC自杀基因系统已经在黑色素瘤和前列腺癌小鼠模型中进行有效验证。在这种方法中，归巢至肿瘤组织的MSCs产生CD将前药5-FC转化为化疗药5-FU，然后可以扩散到肿瘤组织中将其杀灭。同样，导入HSV-TK/GCV系统的MSCs趋化至肿瘤组织，通过分泌HSV-TK将无毒性前体药物GCV单磷酸化，并通过细胞其他激酶进一步转化成一磷酸、二磷酸GCV，最后形成具有细胞毒性的三磷酸化GCV，该系统也在肿瘤抑制的试验中得到积极的效果。
 

出自《基因修饰间充质干细胞治疗肿瘤研究进展》作者张晨亮,李欣，米一。