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雾化递送干细胞外泌体:突破心脏损伤修复的给药瓶颈,助力血管与心脏功能恢复

日前,在“Stem Cell Research & Therapy”上发表了一篇名为“Mesenchymal stem cells derived exosomes: a new era in cardiac regeneration”的综述,系统阐述了细胞组织工程学里面重要的组分之一——间充质干细胞外泌体作为心脏方面疾病的治疗潜力。


通过这篇文献,我们可以更加全面的了解目前备受关注的干细胞外泌体雾化是如何帮助心肌梗死后的心肌修复。



我国心血管疾病患者数量已攀升至3.3亿,大约每7秒钟就有一名心血管疾病患者离世。在城乡居民的死因中,心血管疾病均占据首位。其中,急性心肌梗死是导致心源性猝死的主要原因,且近年来该病的发病年龄逐渐呈现年轻化趋势。

干细胞外泌体雾化促心肌修复

心肌梗死是指心脏的血液供应中断,导致心肌细胞因缺氧而受损或死亡的情况。在心肌梗死后,一系列复杂的病理变化——心肌重塑随之发生。面对这一挑战,科研人员持续不懈地探索新的治疗策略,其中雾化吸入外泌体治疗技术尤其引人注目。

雾化吸入给药,具有高度靶向性、操作简便和副作用较少等优势。干细胞外泌体通过雾化吸入的方式,能够迅速被肺细胞吸收,发挥其抗炎和修复功能。这种疗法在治疗多种肺部疾病方面已显示出积极的效果。

干细胞外泌体雾化疗法对心脏疾病也有潜在益处。 Circulation》杂志发表的研究表明,雾化吸入外泌体能显著改善心肌梗死后的左心室重塑。这项研究为干细胞外泌体雾化疗法的临床应用开辟了新的可能性。

研究显示,通过雾化吸入的干细胞外泌体能在10至60分钟内迅速聚集于肺部和心脏。这些外泌体 携带着对心肌细胞至关重要的生长因子和修复因子等关键物质,从而促进心肌细胞的增殖与分化。此外,外泌体还能 调节心肌细胞的代谢和能量供应,增强心肌的收缩力及抗缺氧能力。这些综合作用有助于逆转心肌重塑并恢复心脏功能。

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雾化吸入性外泌体可达心肌

探讨外泌体通过雾化吸入方式如何到达心肌的过程,这得益于人体内错综复杂的循环系统。 外泌体一旦通过雾化吸入进入肺部,就会被肺泡细胞吸收,并随之进入血液循环系统。接着,这些外泌体随着血液的流动被输送到全身各个角落,包括受损的心肌组织。在这些组织中,外泌体释放其所携带的生物信息,进而促进心肌细胞的修复与再生。

为了确认吸入的外泌体是否能够成功地被递送到心肌,研究人员对吸入外泌体在小鼠体内的分布情况进行了检测。

检测结果显示, 吸入的外泌体在10至60分钟内迅速在肺部和心脏聚集。特别引人注目的是,在60分钟时,外泌体开始在心脏中积累,这一现象与肺部信号的减弱同步发生;这表明 外泌体持续穿越肺泡毛细血管屏障,并被受损的心肌细胞所吸引。在重复给药后,48小时内心脏中仍能检测到大量外泌体的存在。

雾化吸入外泌体安全有效

研究人员对干细胞外泌体雾化疗法是否会对肺功能及其他关键器官产生副作用进行了细致的检测。研究结果表明,与基线数据对比,肺容量、呼吸系统顺应性、吸气阻力和滞后面积等肺功能指标未表现出统计学意义上的显著差异。通过HE染色技术,结果显示经过干细胞外泌体雾化处理的肺、肝、脾、肾与健康对照组相比,并无明显差异。此外,临床指标(包括尿素氮、ALT、AST、ALB、GLB、A/G)与正常组相比,也未显示出统计学上的显著差异。

外泌体作为细胞间信息传递的介质,表现出极低的免疫原性和毒性。通过雾化吸入这种非侵入性的给药方式,显著减轻了患者的不适感和感染风险。因此,雾化吸入外泌体在确保安全性方面具有显著优势。

研究结论

在心肌梗死后的心肌重塑过程中,外泌体扮演了至关重要的角色。它们携带着心肌细胞必需的生长因子、修复因子等关键物质,有效促进了心肌细胞的增殖与分化。

此外,外泌体还能够调节心肌细胞的代谢过程和能量供给,从而增强心肌的收缩力和抗缺氧能力。这些综合作用显著促进了心肌重塑的逆转以及心脏功能的恢复。

在本项研究中,研究人员揭示了以下发现:

这些发现为采用雾化吸入外泌体疗法治疗心肌梗死提供了坚实的证据基础。

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结语


间充质干细胞外泌体为心脏修复带来了新的希望。这一领域的突破不仅展现了科学的新可能,更为无数心脏病患者点亮了康复的曙光。随着研究的深入和技术的成熟,我们有理由相信,外泌体疗法将成为治疗心脏病的重要手段之一,为人类健康事业贡献更多的力量。




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