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第42卷第4期 蒋日月,邓 倾,周 青. 间充质干细胞来源外泌体治疗心肌梗死的研究进展[J].
2022年4月 南京医科大学学报(自然科学版),2022,42(4):588-594 ·591 ·
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轻心脏纤维化 。 改善心脏功能。
3.2 外泌体载体
3 新型外泌体及外泌体载体
外泌体的理想载体材料应具有以下特点:①在
外泌体静脉注射进入体内后会迅速聚积在肝 目标部位有效保留外泌体并保持其结构完整性;②
脏、脾脏、肾脏等器官中并迅速被胆管系统、泌尿系 将外泌体释放到基质中,发挥其生物学功能;③与
统排除体外或被网状内皮细胞吞噬,在心脏组织中 目标部位紧密贴合,促进外泌体被周围细胞吞噬。
含量极低 ,因此延长外泌体在心肌组织的滞留时 构建外泌体载体的常用方法如下。
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间、增加其靶向特异性是提高其疗效的必然要求 。 3.2.1 磁性纳米颗粒
目前的研究主要集中在构建工程化外泌体和研发 有研究团队共同构建纳米颗粒,该颗粒由Fe3O4
新型外泌体载体。 核和二氧化硅外壳组成,外壳上修饰聚乙二醇,通
3.1 靶向心脏的工程外泌体 过腙键与抗 CD63 和抗肌球蛋白轻链(myosin light
3.1.1 用肽/蛋白质对外泌体膜进行化学修饰 chain,MLC)结合,双抗体通过与外泌体表面的
科学家们通过噬菌体展示技术以及体内淘选技 CD63抗原结合捕获外泌体,再与受损心肌细胞上的
术研发出可以特异性结合到心血管系统的归巢肽。 MLC表面标志物结合,在受损心肌组织酸性pH环境
Kanki 等 [54] 通过该技术发现多肽序列 CSTSMLKAC 中,腙键发生断裂导致捕获的外泌体局部释放 。在
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可 以靶向缺血心肌组织。 Vandergriff 等 [55] 通过 兔和大鼠 MI 模型中,磁引导下捕捉到的表达 CD63
DOPE⁃NHS 与 CHP 反应,使 DOPE⁃CHP 的亲脂性尾 的外泌体积聚在梗死组织中,使梗死面积减小,
部 插 入 外 泌 体 膜 中 ,从 而 使 外 泌 体 膜 携 带 LVEF 和血管生成得到改善。该研究首次提出通过
CSTSMLKAC 肽。体外研究表明,使用 CHP 肽外泌 操纵内源性外泌体生物学分布,建立了外泌体治疗
体可以增加外泌体摄取,提高细胞活力,减少细胞 MI的新方法。
凋亡。通过 I/R 大鼠模型,证实该技术可以有效改 3.2.2 功能性多肽水凝胶
善心脏功能,减少梗死面积,促进细胞增殖和血管 有研究利用肽两亲物 PA 和 NapFF 自组装肽水
生成。研究表明,给MI小鼠静脉注射携带缺血心肌 凝胶,将心脏保护肽(GHRPS)和基质金属蛋白酶
靶向肽的缺氧条件下衍生的BMSC⁃exo,能靶向心脏 (matrix metalloproteinase,MMP)⁃2 可降解序列 Gly⁃
缺血病变部位,通过抑制心肌细胞凋亡促进受损心 Thr⁃Ala⁃Gly⁃Leu⁃Ile⁃Gly⁃Gln(GTAGLIGQ)加入水凝
肌修复 。 胶中制备出PGN水凝胶,再用PGN水凝胶包封外泌
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3.1.2 通过基因或化学修饰使外泌体分泌细胞表 体 [60] 。其中GHRPS属于生长激素释放肽的成员,可
达肽/蛋白质 以激活促存活途径并抑制炎症和纤维化,而MMP⁃2
Wang 等 [57] 采用分子克隆技术,将 CSTSMLKAC 可降解序列能够使水凝胶降解,确保包封的外泌体
肽插入到外泌体表面普遍富集的跨膜蛋白 Lamp2b 和 GHRPS 肽释放到周围组织中。研究结果证实外
基因序列上,通过慢病毒包装技术,使BMSC高表达 泌体⁃PGN 水凝胶能够有效包封外泌体并确保外泌
CSTSMLKAC 肽和 Lamp2b。体外实验结果表明,该 体的稳定性和持续释放,将外泌体⁃PGN水凝胶注入
技术可以使缺氧损伤的H9C2细胞外泌体摄取明显 大鼠心脏的梗死边界区,治疗后21 d仍能在缺血心
增加。在小鼠 MI 模型中,与空白外泌体相比,缺血 脏组织中检测到PKH⁃26标记的外泌体。
区 CSTSMLKAC 肽外泌体明显增多。同时,该外泌 有研究团队采用微创的方式,通过经皮心包膜
体治疗可减轻缺血心肌的炎症和细胞凋亡,减少纤 内导管在 MI 小鼠心包腔内喷涂含 MSC⁃exo 的血小
维化,促进血管生成,改善心功能。 板纤维蛋白凝胶,明显改善了心脏功能并减少了
Wang 等 [58] 将靶向心肌肌钙蛋白 I 的 STSMLKA 纤维化,并促进了内源性血管生成 [61⁃62] 。该团队还
肽融合到 Lamp2b 的 N 端并通过基因转染技术使其 在猪 MI 模型中比较了外泌体凝胶开胸递送方法
在BMSC中高表达,收集高表达STSMLKA肽的外泌 与胸腔镜引导的微创外泌体凝胶注射方法,血常
体,再通过电穿孔技术将下调细胞增殖抑制基因表 规报告显示开胸手术组的中性粒细胞和白细胞计
达的 hsa⁃miR⁃590⁃3p 加载到修饰后的外泌体,通过 数高于微创组,炎症反应较重。该微创凝胶注射
静脉注射的方式,该工程化外泌体能聚集在MI大鼠 技术减少了创伤性手术的不利影响,更有利于临
梗死区域,增强了梗死周围区域的心肌细胞增殖并 床转化 [62] 。