TUhjnbcbe - 2021/8/16 3:32:00
急性心肌梗死(AMI)是世界范围内导致死亡和残疾的主要原因，目前最有效的方法是尽早再灌注治疗，主要包括溶栓、冠状动脉支架植入术和外科冠状动脉旁路移植术。虽然心脏血流得到有效恢复，但心肌缺血再灌注（I/R）损伤也会导致心肌细胞进一步损伤甚至坏死。因此，寻找一种有效的治疗方法来抑制心肌I/R损伤至关重要。近日，医院葛均波院士、南京大医院徐标教授联合在Biomaterials上发表了题为“MononuclearphagocytesystemblockadeusingextracellularvesiclesmodifiedwithCD47onmembranesurfaceformyocardialinfarctionreperfusioninjurytreatment”的研究论文（图1）。该研究通过使用膜表面CD47修饰的细胞外囊泡阻断单核吞噬细胞系统治疗心肌缺血再灌注损伤，为心肌I/R损伤的潜在治疗工具提供了新的视角。图1.文章首页间充质干细胞(MSC)衍生的细胞外囊泡(EV)携带母体细胞的蛋白质、mRNA和miRNA分子，参与细胞通讯、细胞迁移、免疫调节和信号转导，对于治疗心肌缺血再灌注（I/R）损伤有着良好前景。然而，单核吞噬细胞系统的快速清除仍然是将细胞外囊泡内容物输送到靶器官的巨大障碍，并限制了其更广泛的应用，特别是在心脏中。CD47是一种跨膜蛋白，它使癌细胞能够通过CD47信号调节蛋白α结合来逃避巨噬细胞的清除，从而启动“不要吃我”的信号。研究人员通过CD47过表达在MSCEVs表面减少其在循环中的识别和吞噬作用，延长EVs在体内的保留时间，增强疗效（图2）。图2.EV两次打击输送系统的示意图研究人员从过度表达CD47(CD47-EVs)的MSCs中分离出EVs并通过电镜、蛋白免疫印迹（westernblot）等方法进行鉴定（图3）。并进行生物信息学分析以确定在缺氧与常氧条件下MSC和心脏H9c2心肌细胞系中的miRNA谱，筛选出关键miRNA并进行功能分析，结果表明miR-21a可能主要通过减少心肌细胞凋亡发挥心脏保护作用（图4）。研究人员通过电穿孔将miR-21a封装到纯化的CD47-EV中，进一步构建了装载miR21的CD47-EV。图3.来源于MSC的EV的表征图4.miR-21的生物富集为确定心肌I/R损伤后CD47-EVs的循环时间和生物分布，通过尾静脉注射荧光标记的EV，并使用荧光成像进行跟踪。结果显示，与未修饰的EV观察到的检测时间不到30分钟相比，CD47-EV组的循环时间显着增加，尾静脉注射后分钟，血浆中仍可检测到CD47-EV在，且在心脏中的分布明显增加（图5）。图5.静脉注射CD47-EVs可增加I/R损伤后的EV循环时间和心肌生物分布为进一步探究miR21对心肌保护作用机制，研究人员通过双荧光素酶测定、qPCR和蛋白质印迹评估miR21-EVs对编码磷酸酶和张力蛋白同源物(PTEN)的促凋亡基因的表达影响,结果表明miR21加载的CD47-EVs有效地将外源性miR21递送到H9c2细胞中并降低下游PTEN水平，显著降低H9c2细胞凋亡（图6）。图6.H9c2细胞凋亡表型和下游信号转导机制的验证研究人员通过免疫荧光染色评估外源性miR21分布，证明外源性miR-21被有效内化到心肌细胞中。与体外实验结果相一致，体内miR-21-CD47-EVs组PTEN蛋白水平明显升高，caspase-3蛋白及TUNEL阳性心肌细胞显著降低（图7），表明静脉注射载有miR21的CD47-EVs有效减弱了心肌I/R细胞凋亡。图7.静脉注射后I/R心肌中装载miR21的CD47-EV的分布为探究miR21在心肌缺血再灌注炎症反应中的作用，研究人员测定了心脏中CD68+巨噬细胞和CD45+白细胞的水平，与I/R和WT-EV组的观察结果相比，miR-21-CD47-EVs组炎症细胞浸润明显降低（图8）。图8.静脉注射载有miR21的CD47-EVs可减轻心脏炎症为评估装载miR21的CD47-EV对I/R损伤后心脏功能的恢复作用，研究人员使用超声心动图评估早期和恢复期的心脏功能恢复情况，结果表明，心梗后三周，静脉注射miR21-CD47-EV后射血分数（EF）和缩短分数（FS）显著改善，且促进血管新生（图9）。图9.静脉注射载有miR21的CD47-EVs可改善I/R心肌的心脏形态和功能恢复综上所述，CD47-EVs有效地改善了心脏中的生物分布，为EV递送方法应用作为心肌I/R损伤的潜在治疗工具提供了新的视角。将来可能使患者受益。参考文献：WeiZ,ChenZ,ZhaoY,FanF,XiongW,SongS,YinY,HuJ,YangK,YangL,XuB,GeJ.MononuclearphagocytesystemblockadeusingextracellularvesiclesmodifiedwithCD47onmembranesurfaceformyocardialinfarctionreperfusioninjurytreatment.Biomaterials.Jun28;:.doi:10./j.biomaterials...Epubaheadofprint.PMID:.预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇