近年来,随着再生医学和细胞治疗技术的不断发展,间充质干细胞(MSCs)及其衍生物,特别是外泌体(Exosomes),在心脏疾病的治疗中受到了广泛关注。间充质干细胞来源的外泌体具有多种生物学特性,这些特性使其在心脏疾病的治疗中具有巨大潜力。
图1.图片来源于网络
一、间充质干细胞外泌体治疗潜力
l 抗纤维化、修复受损心肌:间充质干细胞外泌体通过多种机制,如调节炎症、减轻细胞凋亡等,对心脏产生保护作用,助力心肌组织的修复。
l 促进血管生成:它们还能促进心脏血管的生成,调节免疫反应,改善心肌的血液供应,为心脏提供更多的氧气和营养物质,减少心梗面积、改善心脏功能。
l 精准靶向治疗:利用工程化技术,科学家们将特定的治疗性分子装载到外泌体中,使其更加精准地靶向心肌细胞,提高治疗效果。
在一项关于心肌梗死的研究中,研究者利用工程化外泌体作为载体,装载miRNA,通过特异性肽段靶向心肌细胞,以减少心肌缺血再灌注损伤。实验结果显示,这种工程化外泌体能够高效内化并稳定表达miR302,显著促进心肌细胞的增殖、抗炎和抗凋亡效果,为心肌梗死后的心功能恢复提供了新的治疗视角。
图2.工程化外泌体稳定表达miR302促进心肌细胞增值
另外一项对于心机梗死后的心脏修复治疗研究还表明间充质干细胞外泌体通过调节巨噬细胞极化来促进心梗后心脏修复。经尼可地尔药物预处理的骨髓间充质干细胞外泌体通过向靶细胞中转移高水平的miR-125a-5p进而抑制TRAF6/IRF5通路介导梗死心脏中巨噬细胞向抗炎型(M2型)极化,从而促进心脏组织修复和再生。
图3. 药物预处理外泌体促进心脏修复
复旦大学附属中山医院心内科葛均波/钱菊英团队通过仿生策略修饰外泌体,制备了可增加其靶向性的血小板膜融合细胞外囊泡(P-EV),由于P-EV表面富含血小板膜来源的粘附蛋白,经静脉注射后,P-EV 可以连接外周血中活化的单核细胞,结合的囊泡没有被单核细胞吞噬,而是随着单核细胞的趋化作用移动到受损心肌处,通过调节免疫微环境最终实现了心脏修复。这种靶向免疫调节疗法为心脏修复提供了一种新的治疗策略,具有广阔的应用前景和临床价值。
图4. P-EV靶向递送实现心脏修复
二、未来展望
随着研究的不断深入和技术的持续进步,间充质干细胞外泌体有望在心脏疾病的诊断和治疗中发挥更加重要的作用。它们不仅为疾病治疗提供了新思路,还为再生医学和药物负载等领域注入了新活力。
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比欧联科实验室
比欧联科供应链管理(北京)有限公司,多年来致力于服务国内生物医药领域客户。比欧联科P2实验室于2021年12月在顺义天竺综保区正式落成。实验室按照现行国内GMP标准建设,核心功能区的洁净等级整体可达万级,局部达到百级,符合BSL-2建设标准。
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