源无止境 创生有道
《Nature》最新研究综述 | 外泌体是修复受损心脏的 关键力量!

发布时间:2025-05-21 10:54   浏览次数:24


01心脏病,威胁健康的最大杀手

根据世界卫生组织(WHO)的数据,心血管疾病每年导致约1700万人死亡,是全球最大的死亡原因。换句话说,每34秒就有一人因心脏病或中风而失去生命。这一数据让人警醒,心脏问题,需要我们每一个人密切关注。

心脏病包括诸多种疾病,比如说我们常见的高血压、冠心心功能不全,以及瓣膜病、心肌炎、心肌病等等,都属于心脏病造成的影响。心脏有泵血功能,当累及血管狭窄的时候,使得心脏的供血出现问题,就表现为心绞痛、心肌梗死。

 

近年来,心脏病日趋年轻化,有数据显示,约三分之一的心脏病患者年龄在35岁到64岁之间。

 

心脏病会引发多种身体并发症:

1. 心力衰竭:心脏无力把足够的血液送到身体其他器官,从而导致身体缺血而出现疲劳、气短、头晕等症状。

2. 心律失常:心脏的跳动出现异常,如心动过缓、心动过速等,可能会出现头晕、呼吸困难等症状。

3. 心肌梗死:心肌缺血,可能会导致猝死。

4. 心脏瓣膜病变:瓣膜受损,可能会导致脓毒性心内膜炎、心肌炎、心律失常等症状。

5. 心肌病:心肌细胞受到损伤,可能会导致心率失常、心悸、气短等症状。

然而,传统疗法如药物治疗和手术干预虽然能够缓解症状,但受限于无法从根源修复受损心脏组织。心肌细胞的有限再生能力,使得受损心脏容易经历纤维化过程,形成功能有限的疤痕组织,导致长期功能障碍。

02Nature》外泌体为心肌再生提供新策略

 

2025年《Nature》首次揭示:间充质干细胞(MSC)分泌的细胞外囊泡(30-150nm 外泌体)通过其携带的127种生物活性分子激活心肌祖细胞的内源性再生程序;重构梗死区微环境;诱导功能性血管网络重建来促进心肌再生。

03外泌体:修复心脏的三大机制

外泌体是一类直径约为30-150纳米的微小囊泡,由多种细胞类型分泌,其中包含特定的蛋白质、脂质、细胞因子以及遗传信息。不同组织来源的外泌体不仅展示出独特的蛋白分子特征,还携带着关键分子以执行其功能。随着研究的深入,外泌体在心血管系统中的临床应用研究中展现巨大潜力。

 

促进血管生成,重建供血网络

受损的心脏组织最直接的问题是供血不足,而血管生成是修复的关键步骤。

血管新生是指新的微血管形成并发展成血液供应系统的生理过程。主要涉及血管内皮细胞的活化、增殖和迁移以及血管基底膜的降解。

研究表明,外泌体中富含多种促进血管生成的因子,如血管内皮生长因子(VEGF)和成纤维细胞生长因子(FGF)。这些因子通过激活内皮细胞增殖和迁移,在缺血区域形成新的微血管网络,恢复心肌组织的血液供应。

近日,复旦大学基础医学学院的研究者发现iPSCs衍生的外泌体能改善血清外泌体成分,能提高肾脏、皮肤、大脑、肌肉和肺组织的总抗氧化能力,降低衰老标志物的表达,增加主动脉环的血管生成。

此外,有研究数据显示,在动物实验中,外泌体治疗能够显著提高心肌梗死模型的毛细血管密度,血流恢复率高达80%以上,为受损心肌提供持续的氧气和营养。

抗炎抗氧化,保护心肌细胞

心脏损伤通常伴随着剧烈的炎症反应和氧化应激,这会加速心肌细胞的死亡。

 

外泌体通过释放抗炎因子(如IL-10)和抗氧化分子(如谷胱甘肽),有效降低炎症水平,减少自由基对心肌细胞的破坏。此外,外泌体还能调节巨噬细胞的行为,促使其向修复型(M2型)转化,加速炎症消退。

一项涉及20例心肌梗死患者的临床研究表明,接受外泌体注射后,其炎症标志物水平下降了40%,心功能指标显著改善。

由阿拉巴马大学伯明翰分校、同济大学和巴黎大学的科学家联合开展,并在《科学转化医学》杂志上发表。研究标题为“Exosomes secreted by hiPSC-derived cardiac cells improve recovery from myocardial infarction in swine”,该研究可能为心肌损伤提供了一种全新的外泌体治疗策略。

减少心肌纤维化,恢复心脏弹性‍‍

受损心脏在修复过程中容易形成大量纤维化组织,这种疤痕组织缺乏收缩功能,会严重影响心脏泵血能力。外泌体通过携带特定的miRNA(如miR-21miR-29),能够抑制成纤维细胞的过度活化,减少胶原蛋白的沉积,从而减轻纤维化程度。

 

近年来,外泌体作为细胞间通讯的关键介质,在心脏修复领域展现出重要潜力。研究表明,外泌体通过调控心肌细胞、促血管新生、抗纤维化及抗炎反应,从而改善心肌缺血、心肌梗死等心脏损伤。基于外泌体的无细胞疗法为心脏再生医学提供了创新方向,未来有望成为心血管疾病治疗的全新突破点。

 

 

【资料来源】https://mp.weixin.qq.com/s/KHmrMh1UXLXCsTd-bx93OQ