用于细胞外囊泡组织特异性递送的新型给药策略

胎儿的肺发育是胚胎发生过程中的关键步骤，如果胚胎发育受到破坏，则会导肺发育不全。发育不良的肺具有较少的细支气管分裂，扩大的气隙，不良的肺泡形成和受损的组织成熟度。并且会导致特发性或继发性相关的畸形，其中最常见的是先天性膈疝（CDH）。

CDH 是一种先天性缺陷，其特征是膈肌不完全闭合以及腹腔内器官突出到胸部。肺发育不全的严重程度与 CDH 引起的肺动脉高压及室壁功能障碍相关，是影响患者发病率和死亡率的主要因素。CDH 继发的肺发育不全的死亡率为40％，大多数婴儿在生命的第一天死亡，并且60％的幸存者长期患病。

近些年来研究发现，在 CDH 模型中，羊水干细胞外泌体（AFSC-EVs）的产前给药逆转了肺发育不全的特征。

来自加拿大多伦多病童医院的研究人员使用单核 RNA 测序（snRNA-seq），揭示了 CDH 胎儿肺中失调的基因和生物途径，并确定产前 AFSC-EVs 治疗对胎儿肺细胞群体的影响和潜在治疗价值。相关内容以"Fetal hypoplastic lungs have multilineage inflammation that is reversed by amniotic fluid stem cell extracellular vesicle treatment"为题发表在国际知名综合性学术期刊 Science Advances 杂志上。

研究团队先前的研究显示，羊水干细胞外泌体（AFSC-EVs）的给药促进了支气管形态发生，恢复了组织稳态，并刺激了胎儿小鼠肺部发育不全模型中上皮细胞和成纤维细胞的分化。

同时还观察到，羊水干细胞外泌体（AFSC-EVs）在假腺期，管状和囊泡期的肺部发育阶段能够促进肺细胞分化和恢复失调的信号通路，这些时间点对人类的转化具有可行性。

酶学和抑制研究证明，AFSC-EVs 治疗后观察到的在肺发育不全中的再生效果，至少部分是通过它们的 RNA 载体实现的。AFSC-EVs 的 RNA 测序显示，其载体货物含有多种生物分子，包括调控肺部发育相关基因表达的 microRNA（miRNA），如 miRNA 17~92簇。这与肺部发育过程部分由多种 miRNA 调控相关，这些 miRNA 在实验性和人类 CDH 肺中的表达缺失或失调。

近期，研究团队还证明产前给予 AFSC-EVs 能改善胎儿的生存率和机械通气参数，如顺应性和阻力。目前尚不清楚 AFSC-EVs 影响哪些肺细胞以及它们如何恢复肺部发育所需的生物途径。因此，在本研究中，研究人员在分别用对照溶剂或 AFSC-EVs 处理的受 CDH 影响的大鼠胎儿肺中进行了单核 RNA 测序（snRNA-seq）。

结果发现，经羊水内注射的 AFSC-EVs 可到达 CDH 大鼠胎儿肺，促进肺支气管形态发生和上皮细胞分化。此外，snRNA-seq 揭示了 CDH 大鼠胎儿肺具有多系炎症特征，以富集的巨噬细胞为主，而这些特征在 AFSC-EVs 治疗后得以逆转。

通过免疫荧光、流式细胞术和 GW2580 抑制研究，研究人员验证了 CDH 胎儿大鼠肺中巨噬细胞的富集。此外，研究人员还验证了人类 CDH 胎儿肺尸检样本中的巨噬细胞富集情况。

该研究推动了肺发育不全病理机制的认识，并进一步证明了基于 EVs 的治疗在 CDH 胎儿中的价值。

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