近年來,隨著再生醫(yī)學和細胞治療技術的不斷發(fā)展,間充質(zhì)干細胞(MSCs)及其衍生物,特別是外泌體(Exosomes),在心臟疾病的治療中受到了廣泛關注。間充質(zhì)干細胞來源的外泌體具有多種生物學特性,這些特性使其在心臟疾病的治療中具有巨大潛力?。

圖1.圖片來源于網(wǎng)絡
一、間充質(zhì)干細胞外泌體治療潛力
l 抗纖維化、修復受損心肌?:間充質(zhì)干細胞外泌體通過多種機制,如調(diào)節(jié)炎癥、減輕細胞凋亡等,對心臟產(chǎn)生保護作用,助力心肌組織的修復。
l 促進血管生成?:它們還能促進心臟血管的生成,調(diào)節(jié)免疫反應,改善心肌的血液供應,為心臟提供更多的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì),減少心梗面積、改善心臟功能。
l 精準靶向治療?:利用工程化技術,科學家們將特定的治療性分子裝載到外泌體中,使其更加精準地靶向心肌細胞,提高治療效果。
在一項關于心肌梗死的研究中,研究者利用工程化外泌體作為載體,裝載miRNA,通過特異性肽段靶向心肌細胞,以減少心肌缺血再灌注損傷。實驗結果顯示,這種工程化外泌體能夠高效內(nèi)化并穩(wěn)定表達miR302,顯著促進心肌細胞的增殖、抗炎和抗凋亡效果,為心肌梗死后的心功能恢復提供了新的治療視角?。

圖2.工程化外泌體穩(wěn)定表達miR302促進心肌細胞增值
另外一項對于心機梗死后的心臟修復治療研究還表明間充質(zhì)干細胞外泌體通過調(diào)節(jié)巨噬細胞極化來促進心梗后心臟修復。經(jīng)尼可地爾藥物預處理的骨髓間充質(zhì)干細胞外泌體通過向靶細胞中轉移高水平的miR-125a-5p進而抑制TRAF6/IRF5通路介導梗死心臟中巨噬細胞向抗炎型(M2型)極化,從而促進心臟組織修復和再生?。

圖3. 藥物預處理外泌體促進心臟修復
復旦大學附屬中山醫(yī)院心內(nèi)科葛均波/錢菊英團隊通過仿生策略修飾外泌體,制備了可增加其靶向性的血小板膜融合細胞外囊泡(P-EV),由于P-EV表面富含血小板膜來源的粘附蛋白,經(jīng)靜脈注射后,P-EV 可以連接外周血中活化的單核細胞,結合的囊泡沒有被單核細胞吞噬,而是隨著單核細胞的趨化作用移動到受損心肌處,通過調(diào)節(jié)免疫微環(huán)境最終實現(xiàn)了心臟修復。這種靶向免疫調(diào)節(jié)療法為心臟修復提供了一種新的治療策略,具有廣闊的應用前景和臨床價值。

圖4. P-EV靶向遞送實現(xiàn)心臟修復
二、未來展望?
隨著研究的不斷深入和技術的持續(xù)進步,間充質(zhì)干細胞外泌體有望在心臟疾病的診斷和治療中發(fā)揮更加重要的作用。它們不僅為疾病治療提供了新思路,還為再生醫(yī)學和藥物負載等領域注入了新活力。
參考文獻:
1. Timo Z. Nazari-Shafti ,Sebastian Neuber, Ana Garcia Duran, et al. Human mesenchymal stromal cells and derived extracellular vesicles: Translational strategies to increase their proangiogenic potential for the treatment of cardiovascular disease. Stem Cells Transl Med.2020 Aug 5. doi: 10.1002/sctm.19-0432.
2. Qiyu Li. et al. Targeted immunomodulation therapy for cardiac repair by platelet membrane engineering extracellular vesicles via hitching peripheral monocytes. Biomaterials. 2022, 284, 121529.doi.org/10.1016/j.biomaterials.2022.121529.
3. Gu J, You J, Liang H, et al. Engineered bone mahhow mesenchymal stem cell-derived exosomes loaded with miR302 through the cardiomyocyte specific peptide can reduce myocardial ischemia and reperfusion (I/R) injury[J]. J Transl Med. 2024, 22(1):168. doi: 10.1186/s12967-024-04981-7.
4. Gong Z T , Xiong Y Y , Ning Y ,et al.Nicorandil-Pretreated Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosomes Facilitate Cardiac Repair After Myocardial Infarction via Promoting Macrophage M2 Polarization by Targeting miR-125a-5p/TRAF6/IRF5 Signaling Pathway[J].International Journal of Nanomedicine, 2024,19. Doi :10.2147/IJN.S441307.
比歐聯(lián)科實驗室
比歐聯(lián)科供應鏈管理(北京)有限公司,多年來致力于服務國內(nèi)生物醫(yī)藥領域客戶。比歐聯(lián)科P2實驗室于2021年12月在順義天竺綜保區(qū)正式落成。實驗室按照現(xiàn)行國內(nèi)GMP標準建設,核心功能區(qū)的潔凈等級整體可達萬級,局部達到百級,符合BSL-2建設標準。
自設立之日起,比歐聯(lián)科實驗室有針對性地開展了對間充質(zhì)干細胞外泌體的研究工作,先后驗證了外泌體對于維持內(nèi)皮細胞生長、增殖、促進血管生成的作用,以及外泌體在皮膚美容方面的促修復、抗衰老、美白功效。通過不懈的努力與技術創(chuàng)新,實驗室目前已成功攻克了外泌體高效、穩(wěn)定制備的技術難關,建立起一套成熟且可進行規(guī)?;a(chǎn)的工藝流程。未來,我們期待能夠與各相關領域和行業(yè)的企業(yè)、團隊、研發(fā)人員展開深入密切的溝通、交流和合作,深化與外泌體相關的各項研究內(nèi)容,不斷拓展其應用領域,一起為外泌體在生物醫(yī)學領域的廣泛應用奠定堅實基礎,為人類的健康與美麗事業(yè)貢獻更大的力量。