用细胞改变您生命的长度《干细胞杂志》(StemCellsjournals)发表了间充质干细胞外泌体治疗心血管疾病相关的综述。众所周知,间充质干细胞在治疗心血管疾病如心肌梗死和心力衰竭方面具有巨大的潜力。在这篇综述中,作者主要讨论了有关间充质干细胞及其衍生的外泌体促血管生成的潜能,以及增强其生物活性来改善心脏组织修复的方法,以增加了人们对血管生成机制的理解,这将有助于发挥间充质干细胞未来在心血管疾病治疗方面的潜能。
这项临床研究共涉及到24名新冠肺炎患者,这些患者均符合严重新冠肺炎伴中度至重度急性呼吸窘迫综合征的标准。研究中,他们接受单次15ml静脉注射间充质干细胞外泌体,并在治疗后第1天至第14天评估安全性和有效性。结果发现间充质干细胞来源外泌体在治疗重症新冠肺炎患者成效显著,康复率高达71%。外泌体具有安全性、恢复氧合、下调细胞炎症因子和重建免疫系统功能等优点,是一种很有前途的新冠肺炎治疗候选药物。这项研究结果也让人们对间充质干细胞外泌体治疗疾病的前景有了更多的认识。心血管疾病和血管的生成
无论发达国家还是发展中国家,心血管疾病都是发病率和死亡率很高的疾病。而缺血性心脏病如急性心肌梗死是心力衰竭的主要原因。虽然通过常见的外科手术和导管干预可以有效地治疗血流阻塞,但实现微血管疾病的治疗仍是一个难以实现的目标。所以通过血管生成促进缺血组织的灌注被认为是一种很有前途的心血管疾病治疗策略。
之前在缺血组织中诱导血管生成的尝试包括靶向递送各种促血管生成生长因子和编码它们的核酸,以及物理干预来刺激血管生成过程。然而,没有一种方法被证明可以逆转心脏缺血和防止其功能丧失,因此必须采取其他策略,比如间充质干细胞的促血管生成潜能。
间充质干细胞及其衍生外泌体的潜能
随着20世纪90年代非血液学疾病的细胞疗法的出现,利用可存活的细胞改善或逆转组织缺血的想法迅速得到证实。由于间充质干细胞易于分离,培养过程中具有较强的稳定性,在体外具有多向分化潜能,且免疫原性低,因此被认为是心脏病转化研究的一种有前景的工具。人们在研究间充质干细胞的功能特性以及诱导其促血管生成作用方面做了大量的工作。
研究表明,间充质干细胞的作用主要归因于其分泌大量营养因子的能力,这些营养因子可以促进血管生成,抑制细胞凋亡,调节免疫应答。
越来越多的证据显示,间充质干细胞衍生的胞外囊泡含有脂质、蛋白质、代谢物和RNA,在这种旁分泌机制中发挥关键作用。在心脏供血不足的病理环境中被封装的microRNAs已被确认为是血管生成的重要正向调节因子,从而为心血管疾病的治疗开辟了一条新的途径。
外泌体(Exosome)是一种直径为30-100nm的纳米级脂质包裹体结构,内部包裹了蛋白、mRNA和microRNA等物质。来源于不同组织的外泌体不仅具有其特异性蛋白分子,而且还包含其行使功能的关键分子。外泌体由细胞分泌释放出来,在血液等体液内传播,最后又可被其他细胞吞噬,是细胞间通讯的重要介质。外泌体生物合成
近年来,随着外泌体研究的不断深入,它的应用已经涉及肿瘤治疗领域、医学基础和免疫领域、寄生虫领域;临床研究上已涉及心血管系统、内分泌代谢系统等。干细胞来源的外泌体在心血管系统、外伤性脑损伤、肌肉骨骼系统、肝损伤、肾损伤等方面都展现出强大的修复再生和保护能力,因此外泌体有望成为再生医学“无细胞”治疗的一种新兴的修复工具,打破不可逆损伤这一修复障碍,使再生成为可能。
近年来,干细胞源性外泌体的心脏保护机制已成为研究热点。越来越多的研究证实,干细胞源性外泌体具有与干细胞相似的心脏保护功能,能促进血管生成,减少细胞凋亡,减少应激带来的损伤。外泌体具有较好的稳定性,较少引起受体细胞的突变以及免疫排斥反应,有望成为治疗心血管疾病的有效方法。在一项研究发现,间充质干细胞源性外泌体移植后能显著提高心肌细胞的存活率,并能抗心肌细胞损伤,促进新生血管形成,改善心脏功能。其他研究也证实了间充质干细胞源性外泌体具有抗炎、抗心肌细胞凋亡、促进心肌细胞再生的作用。
展望
间充质干细胞作为一种广泛应用于再生医学和组织工程的细胞来源已得到广泛的研究。其促血管再生潜力主要是由于旁分泌因子,如间充质干细胞衍生外泌体,利用其功能和特性并通过基因疗法在体外进行修饰来成为一个更靶向,更安全的工具。总之,装载促血管生成因子的间充质干细胞外泌体在血管生成不足的情况下是一种可行的选择,如急性心肌梗死和缺血。因此,间充质干细胞外泌体有望成为非细胞再生治疗的一个很有前途的途径,在组织再生和修复中发挥重要作用。END