黑科技:干细胞外泌体喷雾,助力心脏损伤修复!

2021
08/11

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黑科技:干细胞外泌体喷雾,助力心脏损伤修复!

近日,在ACS Nano上报道称[1],研究人员已经开发出一种微创的干细胞外泌体喷雾剂,帮助修复心肌梗塞后的心脏,并且已经在大鼠模型中显示出显著疗效。干细胞外泌体:心脏损伤修复的新法宝心脏损伤是一种严重的疾病,虽然现代外科技术、诊断和药物极大地提高了这些事件的早期存活率,但心脏仍存在不同程度的永久性组织损伤。过去一段时间,科学家们已经探索出可使用干细胞疗法作为心脏病发作后组织再生的一种新手段。

但是将干细胞直接注入心脏可能存在风险,可能会触发机体的免疫反应等。为了解决上述问题,研究人员把目光转向了干细胞来源的外泌体。外泌体是干细胞分泌的蛋白质、脂质和核酸等成分的膜囊结构。既往研究表明[1],干细胞外泌体在治疗疾病中的疗效与完整干细胞一样,甚至比完整干细胞更强。有研究[3]利用间充质干细胞来源的外泌体治疗缺血性心脏病大鼠模型,结果表明外泌体显著改善了心脏的纤维化,炎症反应以及心脏的功能。

图片来自文献[3]

外泌体喷雾:效果更好,负担更轻干细胞外泌体在心脏损伤修复中的效果已经被许多项研究所证实。科学家们联想到日常生活中发生跌打损伤后可以使用药物喷雾喷洒在伤口上,也设想能否将外泌体制成喷雾,喷晒在受损心脏部位,实现对损伤部位的直接修复。苏州大学医学中心的周亚峰博士和他的同事将外泌体与纤维蛋白原(一种与血液凝固有关的蛋白质)混合在一起,然后将外泌体-纤维蛋白原溶液和凝血酶(可使纤维蛋白原凝聚)溶液置于双腔注射器中,而后通过一个小的胸部切口将溶液喷洒到受损心脏上时,液体混合在一起,形成了一种粘在心脏上的含有外泌体的凝胶,从而进行心脏的修复。

图片来自文献[1]

该研究团队发现,外泌体喷晒到受损心脏部位后,可改善了心脏功能,减少了纤维化,并促进了损伤后心脏的内源性血管生成。研究人员表示[4],这种喷雾是一种很有希望的策略,可以提供心脏修复的新手段。在动物实验中,该外泌体在受损部位滞留时间更长,心脏愈合也更好,而且喷雾引起的机体免疫反应和手术负担比开胸手术要轻。

图片来自文献[1]

展望近年来,干细胞外泌体凭借其免疫原性低,无致瘤性等优点逐渐受到大家的关注,其所展示出的疾病治疗效果不亚于完整干细胞本身。既往干细胞已经被证实其在心脏损伤后修复中的巨大潜力,但越来越多的证据表明,干细胞修复作用的发挥是通过分泌多种因子和分子,包括外泌体、生长因子、抗氧化剂、蛋白酶等。未来随着对干细胞治疗心脏损伤的机制进行更深入的探索,有望实现心脏损伤修复的创新疗法,并让更多的患者受益。

参考文献:[1]    Yao J, Huang K, Zhu D, Chen T, Jiang Y, Zhang J, Mi L, Xuan H, Hu S, Li J, Zhou Y, Cheng K. A Minimally Invasive Exosome Spray Repairs Heart after Myocardial Infarction. ACS Nano. 2021 Jun 21.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34152126/[2]    Romanelli P, Bieler L, Scharler C, Pachler K, Kreutzer C, Zaunmair P, Jakubecova D, Mrowetz H, Benedetti B, Rivera FJ, Aigner L, Rohde E, Gimona M, Strunk D, Couillard-Despres S. Extracellular Vesicles Can Deliver Anti-inflammatory and Anti-scarring Activities of Mesenchymal Stromal Cells After Spinal Cord Injury. Front Neurol. 2019 Nov 29;10:1225.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31849808/[3]    Shao L, Zhang Y, Lan B, Wang J, Zhang Z, Zhang L, Xiao P, Meng Q, Geng YJ, Yu XY, Li Y. MiRNA-Sequence Indicates That Mesenchymal Stem Cells and Exosomes Have Similar Mechanism to Enhance Cardiac Repair. Biomed Res Int. 2017;2017:4150705.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28203568/[4]https://stemcellsportal.com/news/new-spray-could-someday-help-heal-damage-after-heart-attack-0

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关键词:
修复,干细胞,损伤,心脏

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