近期,中國(guó)藥科大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)在國(guó)際知名行業(yè)期刊《European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics》上發(fā)表了一篇具有重大意義的研究報(bào)告,標(biāo)題為《Nebulized MSC exosomes promote the transdifferentiation of transitional state cells against acute lung injury through STAT3/Krt8/AQP5 axis》。
該研究聚焦于急性肺損傷這一嚴(yán)重威脅人類(lèi)健康的疾病,通過(guò)深入探究,發(fā)現(xiàn)了霧化間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)外泌體在治療急性肺損傷方面的顯著功效及相關(guān)作用機(jī)制,為急性肺損傷的治療開(kāi)辟了全新的路徑。
文獻(xiàn)截圖
急性肺損傷(ALI)是一種由各種直接和間接致傷因素引發(fā)的嚴(yán)重肺部疾病,其病理特征表現(xiàn)為肺泡上皮細(xì)胞及毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞受損,進(jìn)而導(dǎo)致彌漫性肺間質(zhì)及肺泡水腫,最終引發(fā)急性低氧性呼吸功能不全。
ALI 在臨床上較為常見(jiàn),多種疾病都可能誘發(fā),例如嚴(yán)重感染時(shí) ALI 的發(fā)病率可高達(dá) 25% - 50%,大量輸血時(shí)可達(dá) 40%,多發(fā)性創(chuàng)傷時(shí)為 11% - 25%。
并且,當(dāng)存在多個(gè)危險(xiǎn)因素或者危險(xiǎn)因素持續(xù)作用時(shí)間越長(zhǎng),ALI 的發(fā)病率就越高。盡管目前針對(duì) ALI 的治療手段多樣,但總體病死率仍然居高不下,嚴(yán)重威脅著患者的生命健康。
間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體是間充質(zhì)干細(xì)胞分泌的微小囊泡,內(nèi)部富含蛋白質(zhì)、核酸(mRNA、miRNA 等)以及脂質(zhì)等多種生物活性分子。
近年來(lái),外泌體在疾病治療領(lǐng)域逐漸嶄露頭角,尤其是在肺部疾病的治療研究中,展現(xiàn)出了巨大的潛力。其作為細(xì)胞間信息傳遞的重要媒介,能夠?qū)y帶的生物活性物質(zhì)精準(zhǔn)地遞送至靶細(xì)胞,調(diào)節(jié)細(xì)胞的功能和行為,從而發(fā)揮治療作用。
在此次研究中,科研團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地采用霧化方式將間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體遞送至肺部。
霧化技術(shù)能夠?qū)⒑型饷隗w的制劑轉(zhuǎn)化為微小的氣溶膠顆粒,這些顆粒直徑通常在 1 - 5 微米,能夠順利通過(guò)呼吸道進(jìn)入人體,并抵達(dá)肺部的細(xì)微結(jié)構(gòu),如細(xì)小的支氣管和肺泡,實(shí)現(xiàn)將活性分子直接送達(dá)靶點(diǎn)的目的。
相較于傳統(tǒng)的口服或注射給藥方式,霧化外泌體具有諸多獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。一方面,它能夠使局部藥物富集濃度大幅增加,顯著提升治療效果;另一方面,用藥量大幅減少,僅為口服藥物的十分之一、注射藥物的三十分之一,同時(shí)還能有效降低副作用。
研究人員通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)深入探究了霧化 MSC 外泌體治療急性肺損傷的作用機(jī)制。他們發(fā)現(xiàn),霧化的 MSC 外泌體能夠促進(jìn)肺泡上皮再生,其關(guān)鍵在于通過(guò)調(diào)控 STAT3/Krt8/AQP5 軸,助力肺泡 Ⅱ 型上皮細(xì)胞向 Ⅰ 型細(xì)胞轉(zhuǎn)分化。
肺泡 Ⅱ 型上皮細(xì)胞和 Ⅰ 型上皮細(xì)胞在肺部生理功能中扮演著不同的角色,在急性肺損傷發(fā)生后,肺泡 Ⅰ 型上皮細(xì)胞大量受損,而肺泡 Ⅱ 型上皮細(xì)胞能夠增殖并向 Ⅰ 型細(xì)胞轉(zhuǎn)分化,以修復(fù)受損的肺泡結(jié)構(gòu)。
然而,在病理狀態(tài)下,這一轉(zhuǎn)分化過(guò)程往往受到阻礙。而此次研究證實(shí),霧化 MSC 外泌體能夠有效調(diào)節(jié)相關(guān)信號(hào)通路,推動(dòng)這一轉(zhuǎn)分化進(jìn)程順利進(jìn)行,加速肺組織的修復(fù)。
為了進(jìn)一步驗(yàn)證霧化 MSC 外泌體的治療效果,研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中,他們構(gòu)建了急性肺損傷動(dòng)物模型,并對(duì)其進(jìn)行霧化 MSC 外泌體治療。
結(jié)果顯示,接受治療的動(dòng)物肺部病理?yè)p傷明顯減輕,肺部炎癥得到有效抑制,肺功能也得到了顯著改善。這一結(jié)果充分表明,霧化 MSC 外泌體在治療急性肺損傷方面具有切實(shí)的有效性。
這一研究成果意義重大。從基礎(chǔ)研究層面來(lái)看,它深入揭示了霧化 MSC 外泌體治療急性肺損傷的全新機(jī)制,為后續(xù)進(jìn)一步探究外泌體在肺部疾病治療中的作用提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
從臨床應(yīng)用角度而言,霧化 MSC 外泌體治療急性肺損傷展現(xiàn)出了良好的應(yīng)用前景。它為臨床醫(yī)生提供了一種全新的治療策略,有望改變現(xiàn)有的急性肺損傷治療格局,為眾多患者帶來(lái)新的希望。
總之,相信在科研人員的不懈努力下,霧化 MSC 外泌體治療急性肺損傷這一創(chuàng)新療法將逐步從實(shí)驗(yàn)室走向臨床,為改善人類(lèi)健康發(fā)揮重要作用。