間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）來源的細(xì)胞外囊泡（extracellular vesicles, EVs）有望在多種疾病的治療中發(fā)揮作用，然而產(chǎn)量不足限制了其臨床轉(zhuǎn)化。

研究背景

間充質(zhì)干細(xì)胞移植用于治療心肌梗死等缺血性疾病一直受到研究人員的重視，但MSCs很難在系統(tǒng)給藥后到達(dá)受損的心臟組織，這使其應(yīng)用受到限制。

來源于MSCs的EVs攜帶蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸（miRNA、lnRNA、cirRNA）等多種生物信息分子，可替代MSCs發(fā)揮治療作用。

研究認(rèn)為，MSCs來源的EVs可通過抑制纖維化、促進(jìn)血管生成、減少炎癥等作用幫助修復(fù)心臟損傷，然而EVs產(chǎn)量較低，這成了其臨床轉(zhuǎn)化的限制因素。

研究內(nèi)容

本研究中，作者通過擠壓細(xì)胞獲得納米載體（nanovesicles, NVs），之后對(duì)NVs與自然分泌的EVs進(jìn)行了系統(tǒng)的比較，同時(shí)通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)觀察兩者在修復(fù)心臟損傷中發(fā)揮的作用。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

擠壓法制備NVs并進(jìn)行表征鑒定，對(duì)NVs與EVs進(jìn)行比較。結(jié)果顯示，NVs和EVs具有相似的脂質(zhì)雙層膜結(jié)構(gòu)，NVs粒徑略大于EVs，兩者蛋白及RNA含量存在差異，NVs與MSCs蛋白組分的相似度更大。

蛋白質(zhì)組學(xué)分析結(jié)果顯示，在細(xì)胞器標(biāo)志物的檢測中，MSCs和NVs更為相似，說明NVs保留了來源細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞骨架成分。對(duì)細(xì)胞因子進(jìn)行分析，結(jié)果顯示NVs與MSCs相近，而EVs細(xì)胞因子更為豐富。

?NVs與人源性心肌細(xì)胞（HuCMs）共培養(yǎng)，一段時(shí)間后進(jìn)行觀察，結(jié)果表明NVs可以遞送mRNA到細(xì)胞，提示NVs具有潛在的mRNA藥物遞送價(jià)值。

對(duì)miRNAs的表達(dá)進(jìn)行分析，結(jié)果顯示NVs和MSCs的miRNAs表達(dá)高度相似，其中包括數(shù)個(gè)與心肌保護(hù)相關(guān)的miRNAs（如miR-690、miR221-3p等）。

觀察心肌細(xì)胞對(duì)NVs的攝取，結(jié)果顯示1h內(nèi)，細(xì)胞對(duì)EVs的攝取高于NVs，但在3h后達(dá)到相近水平。用不同內(nèi)吞阻滯劑處理細(xì)胞，得出心肌細(xì)胞對(duì)NVs的內(nèi)吞主要依賴動(dòng)力蛋白和肌動(dòng)蛋白聚合途徑。

觀察NVs對(duì)氧化應(yīng)激導(dǎo)致的心肌細(xì)胞損傷的保護(hù)作用，結(jié)果顯示NVs或EVs處理心肌細(xì)胞（H9C2）3h可顯著抑制細(xì)胞凋亡并減少ROS的產(chǎn)生，這提示NVs可以作為治療藥物，用于保護(hù)心肌細(xì)胞免受氧化應(yīng)激引起的損傷。

用心肌梗死小鼠模型驗(yàn)證NVs的治療效果，結(jié)果顯示治療28d后，梗塞面積顯著縮小，心功能改善。對(duì)NVs治療的安全性進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果顯示NVs治療未顯示出肝或腎功能損害。

?結(jié)論

本研究中，作者證明了NVs具有來源細(xì)胞MSCs修復(fù)心肌損傷所需的主要成分，有望替代MSCs用于心肌梗死的治療。此外，NVs相較于EVs更容易大批量獲取，臨床轉(zhuǎn)化潛力較大。

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Wang X, Hu S, Zhu D, Li J, Cheng K, Liu G. Comparison of extruded cell nanovesicles and exosomes in their molecular cargos and regenerative potentials. Nano Res. 2023;16(5):7248-7259. doi: 10.1007/s12274-023-5374-3. Epub 2023 Feb 28. PMID: 37223430; PMCID: PMC9971669.