• 收藏
  • 加入书签
添加成功
收藏成功
分享

细胞外囊泡介入的心肌保护在急性心肌梗死治疗中的转化应用与机制探索

苏欣茹 张佳怡 赵澍钰 李维依 袁宝怡
  
科创媒体号
2025年52期
山东中医药大学 山东省济南市 250300

急性心肌梗死(AMI)是危害人类健康的重要心血管疾病,尽管再灌注治疗能有效恢复血流,但常导致心肌缺血再灌注损伤(IRI)。细胞外囊泡(EVs)作为细胞间沟通的桥梁,在心肌保护领域展现出显著潜力。本文全面剖析了EVs在AMI再灌注治疗中的应用现状,深入探讨了其心肌保护机制,并直面所遇挑战,展望未来发展。

关键词:急性心肌梗死;再灌注治疗;细胞外囊泡;心肌保护;机制探索

一、引言

急性心肌梗死源于冠状动脉突发闭塞,致使心肌因持续缺血缺氧而发生坏死。针对此症再灌注治疗如经皮冠状动脉介入治疗、冠状动脉旁路移植术及溶栓治疗等,成为恢复心肌血流、挽救濒死心肌的核心手段。然而减轻心肌缺血再灌注损伤(IRI)对于改善患者预后至关重要。

二、细胞外囊泡概述

2.1 细胞外囊泡的定义与分类

细胞外囊泡这一复杂而精妙的细胞分泌物,为所有原核与真核生物所共有,它们被磷脂双层膜精心包裹。根据囊泡的大小、生物发生途径以及组成成分等诸多方面的差异,被细致地划分为几类,直径介于1至5微米的凋亡小体、直径在100至1000纳米间的微囊泡,以及直径仅有30至150纳米的外泌体,每一类皆独具特色。

2.2 细胞外囊泡的组成与功能

细胞外囊泡其内涵物之繁复多样,实在令人叹为观止,诸如蛋白质脂质核酸——那核酸之中,又细分有mRNA、miRNAlncRNA等诸多类别,以及种种代谢物,无一不囊括其中。这些成分无一不深刻映照着其源出细胞的生理病理之微妙状态。以外泌体中的miRNA为例,它竟能与靶mRNA精妙配对,进而对mRNA的翻译过程施加抑制,由此受体细胞的基因表达与生物学功能便受到精准调控。

三、细胞外囊泡在急性心肌梗死再灌注治疗中的转化应用现状

在动物实验的深入探索中,细胞外囊泡展现出了对急性心肌梗死再灌注损伤的卓越保护效能。其中间充质干细胞所分泌的细胞外囊泡(MSC-EVs),更是成为了科研界瞩目的焦点。经由静脉冠状动脉内或心肌内等不同路径注入MSC-EVs,可显著改善心肌梗死模型动物的心功能,缩减梗死面积并促进血管新生,有效遏制心肌细胞的凋亡进程和炎症反应。

四、细胞外囊泡发挥心肌保护作用的机制探索

4.1 抗凋亡作用

细胞外囊泡具备显著的抗心肌细胞凋亡能力,其途径多元且复杂。它们携带的miRNA,诸如miR-126,能巧妙调控凋亡相关基因的表达,通过抑制氧化应激相关基因,有效遏制氧化自由基的积聚,进而大大减轻心肌损伤。同时细胞外囊泡所富含的蛋白质成分,亦在抗凋亡过程中发挥着不可或缺的作用,共同织就了一张严密的保护网。

4.2 抗炎作用

炎症反应在急性心肌梗死的再灌注损伤中,扮演着举足轻重的角色。而细胞外囊泡作为调节炎症细胞功能的天然使者,展现出了非凡的抗炎潜能。它们能够有效抑制中性粒细胞的活化和浸润,大幅减少炎症介质的肆意释放,为心肌营造出一个相对宁静的微环境。

4.3 促进血管生成

促进血管生成此乃是细胞外囊泡于改善心肌缺血再灌注损伤之领域中,展现其重要机制的一环。细胞外囊泡凭其独特的方式,助力血管内皮细胞增殖、迁移及管腔之形成,其手段繁多且精妙。囊泡中所蕴藏之mRNA与蛋白质,可直接涉足血管生成相关信号通路之激活,诸如VEGF-VEGFR信号通路,其中之奥秘令人叹为观止。而源自内皮祖细胞之细胞外囊泡,更是富含VEGF等血管生成因子,它们能与血管内皮细胞之表面受体紧密相拥,进而点燃下游信号传导之火,促进血管内皮细胞蓬勃增殖与迁移。

五、细胞外囊泡应用面临的挑战与解决方案

5.1 来源与制备

细胞外囊泡的来源颇为广泛,然而不同来源的囊泡在构成与功能上皆有着显著的差异。因此如何从繁复多样的细胞来源中,遴选出最具疗效的细胞外囊泡,这无疑是一个亟待解答的关键议题。时下细胞外囊泡的制备手段虽多,如超速离心超滤免疫亲和捕获及微流控技术等,却皆有其利弊。且制备流程繁琐,产量有限成本高昂这显然难以满足大规模临床应用的迫切需求。展望未来我们亟待对细胞外囊泡的制备工艺进行更深层次的优化,力求开创一种高效、低成本且可大规模应用的新型制备技术。

5.2 靶向性与递送效率

细胞外囊泡虽在治疗中潜力巨大,然而其靶向性的不足,却成为了制约其治疗效果的桎梏。为了提高细胞外囊泡的靶向精准度,科研人员进行了不懈的探索。他们或是借助基因工程的精妙技艺,将靶向分子的基因序列与细胞外囊泡表面特定的富集蛋白基因巧妙融合,从而培育出能分泌出精准打击目标组织或器官的细胞外囊泡的母细胞;或是运用化学修饰的巧妙手法,将组织特异性抗体或归巢肽嵌入细胞外囊泡的膜表面,以此提升靶向效率。然而这些方法并非尽善尽美。基因工程的

操作繁琐且复杂,慢病毒转染的安全性亦令人担忧;化学修饰的过程中,反应体系的温度、pH值等因素皆可能对结果产生微妙影响,且缺乏位点特异性控制,操作过程中的作用分子亦可能失活或变性。因此探寻更为高效且安全的细胞外囊泡靶向手段,无疑是未来研究的重要课题。

六、结论与展望

细胞外囊泡作为一种极具前景的新型生物治疗剂,在急性心肌梗死再灌注治疗中心肌保护方面的潜力,已然初露锋芒。临床前研究及初步临床试验所展现出的积极成果,令人倍感振奋。然而欲使其广泛应用于临床,尚需跨越重重难关。展望未来我们必须对细胞外囊泡的作用机制展开更为深入的剖析,不断精进其制备工艺与靶向递送技术,并着手构建一套完备的质量控制与标准化体系。

此外开展大规模多中心随机对照的临床试验,对于充分验证其安全性与有效性而言,亦是不可或缺的一环。与此同时探索细胞外囊泡与其他治疗手段(诸如药物治疗、基因治疗及干细胞治疗等)的联合应用,亦是未来研究的一个重要趋向。通过多种治疗手段之间的协同作用,我们或许能开辟出一条更为宽广的心血管疾病治疗之路,为患者带来更为显著的治疗效果。

*本文暂不支持打印功能

monitor