来自北卡罗莱纳州立大学和北卡大学教堂山分校的程柯教授团队和苏医院周亚峰教授研究报道了一种微创外泌体喷雾治疗心肌梗死的新方法。该研究发表于ACSNano杂志上(IF=4.)。
图.文章首页外泌体是干细胞旁分泌因子的重要组成部分。外泌体治疗为修复心肌梗死后损伤心肌提供了有希望的解决方案。但是如何直接向损伤区域有效率的递送外泌体仍需要进一步解决完善。研究人员设计、制造和测试了一种基于间充质干细胞(MSCs)外泌体的微创外泌体喷雾剂。该外泌体喷雾对心脏有效，同时也避免了以往外泌体治疗过程中开胸手术的创伤。图2.研究示意图在本项研究中，研究者首先分离了MSCs的外泌体，之后将外泌体和纤维蛋白原溶液以:的比例混合，然后外泌体-纤维蛋白原溶液和凝血酶溶液置于双腔注射器中。液体以喷雾的形式在损伤处喷出后会形成稳定的凝胶贴剂。扫描电子显微镜证实外泌体在和材料整合前后其结构基本无明显改变。图3.外泌体的准备和鉴定为了进一步研究该生物材料的安全性和有效性，研究人员在体外实验中利用乳鼠心肌细胞对外泌体的摄取、外泌体的功能进行了研究。研究结果显示该生物材料不仅不影响心肌细胞对外泌体的摄取，也不影响外泌体保护细胞，促进细胞增殖的功能。这说明该生物材料仅仅起到脚手架的作用不影响外泌体的功能。图4.生物材料包裹下的外泌体的功能不受影响图5.生物材料包裹下的外泌体的功能不受影响在以前的研究中，心脏贴片通常是通过剖腹手术或部分中线胸骨切开术递送到啮齿动物或大型动物的心脏中。此类递送方式创伤性较大，阻碍了临床转化。研究人员在大鼠第四锁骨中线附近的肋间间隙中创建两个小切口（直径0.5cm）。其中一个切口插入微型内窥镜进行喷雾引导；另一个切口用于喷雾针尖的插入。为了确认外泌体是否留在心脏上，研究人员进一步通过心肌注射以及微创喷雾给予DiD预标记的外泌体后对比两种方式外泌体在心脏中的驻留率。结果显示微创喷雾方式给予的外泌体在心脏中驻留更多。图6.微创喷洒的方式有助于外泌体在心脏中的驻留为了进一步验证微创喷洒给予的外泌体在体内的治疗效果，研究人员通过永久结扎冠状动脉左前降支构建急性心肌梗死的小鼠模型后给予不同形式的外泌体。28天后接受外泌体喷剂组的小鼠的LVFS和LVEF最高。Masson染色显示，接受外泌体喷剂组的小鼠心脏梗死面积更小，左心室壁更厚，梗死区域存活的心肌更多。这些结果表明外泌体喷剂的治疗效果最好，这主要的原因在于更多的外泌体驻留。图7.外泌体喷剂治疗改善小鼠心梗后的心功能图8.外泌体喷剂治疗减少小鼠心梗后的梗死面积，增加梗死区心肌的存活为了揭示外泌体喷剂潜在的治疗机制，研究人员也分析了心梗后心肌增殖相关的蛋白（Ki67、pH3）以及血管内皮标志蛋白（vWF）的表达。免疫荧光的结果表明外泌体喷剂治疗组心脏中Ki67和pH3的表达较高。除此之外，外泌体喷剂治疗组心脏中vWF高表达。总的来说，外泌体喷剂治疗组中外泌体能够增强心肌细胞增殖并增强受伤心脏中的血管生成，从而改善损伤的心脏。图9.外泌体喷剂治疗促进心梗后心肌增殖和血管新生为了进一步研究微创外泌体喷剂治疗策略的优势，研究人员在大动物上（猪）将该方法与之前描述的传统方法相比（外泌体贴片开胸递送）。在手术7天后，血液分析的结果显示开胸组猪的中性粒细胞和白细胞计数更高。该结果表明开胸手术诱发的免疫反应比微创更加严重。同时开胸手术组猪的血清AST水平也较微创组高，这表明开胸手术可能会造成更大的手术压力。以上结果都说明微创外泌体喷剂治疗减少了创伤性手术的不利影响，因此可能更有利于临床转化。图0.微创外泌体喷剂治疗减少创伤性手术的不利影响参考文献：YaoJialu.,HuangKe.,ZhuDashuai.,ChenTan.,JiangYufeng.,ZhangJunyi.,MiLijie.,XuanHe.,HuShiqi.,LiJunlang.,ZhouYafeng.,ChengKe.().AMinimallyInvasiveExosomeSprayRepairsHeartafterMyocardialInfarction.ACSNano,undefined(undefined),undefined.doi:0.02/acsnano.c预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇