間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體防治早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病的研究進(jìn)展2026_第1頁
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間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體防治早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病的研究進(jìn)展2026早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜?。╮etinopathyofprematurity,ROP)是早產(chǎn)兒和低出生體重兒常見的一種視網(wǎng)膜血管異常增生性疾病,是導(dǎo)致兒童失明和視力低下的主要原因之一[1]。隨著現(xiàn)代圍生醫(yī)學(xué)和新生兒學(xué)的快速發(fā)展,使得早產(chǎn)兒及低出生體重兒存活率上升,ROP發(fā)生率也隨之增加。目前,ROP的治療手段主要有激光療法、冷凝療法、抗血管內(nèi)皮生長因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)療法及手術(shù)治療。這些方法通過破壞或抑制視網(wǎng)膜新生血管形成來實現(xiàn)治療效果,但常遺留弱視、斜視和視野缺損等不同程度的視力問題[2-3]。因此,亟需研究更有效的ROP防治方法,以改善患兒的臨床結(jié)局。間質(zhì)干細(xì)胞來源的外泌體(mesenchymalstemcell-derivedexosomes,MSC-Exo)含有多種生物活性因子,如微小核糖核酸(microRNA,miRNA)、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等,能通過血-視網(wǎng)膜屏障,調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖和組織修復(fù),且極少引起免疫或炎癥反應(yīng),在ROP防治中具有良好應(yīng)用前景。miRNA作為外泌體的重要成分,在調(diào)節(jié)基因表達(dá)、參與細(xì)胞信號傳遞以及調(diào)控血管生成等方面發(fā)揮重要作用?,F(xiàn)闡述MSC-Exo在ROP防治領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展,為未來MSC-Exo應(yīng)用于ROP防治提供參考依據(jù)。1間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymalstemcells,MSCs)及外泌體概述MSCsMSCs是一類具有自我更新和多向分化潛能的成體干細(xì)胞。它們主要源自骨髓、臍帶血及胎盤等組織,被廣泛應(yīng)用于疾病研究,以修復(fù)受損組織和器官[4]。MSCs分泌的蛋白質(zhì)、核酸、生長因子等生物因子,發(fā)揮抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、神經(jīng)調(diào)節(jié)及調(diào)節(jié)血管生成與成熟等多種功能[5-7]。近年來,MSCs療法在視網(wǎng)膜退行性病變、角膜炎等眼科疾病的研究中取得了顯著進(jìn)展[8-11]。例如,Xin等[12]

研究表明,將人脂肪來源的MSCs注射到氧誘導(dǎo)視網(wǎng)膜病變(oxygen-inducedretinopathy,OIR)小鼠模型玻璃體腔內(nèi),能夠提供神經(jīng)營養(yǎng)因子,從而抑制OIR小鼠視網(wǎng)膜細(xì)胞凋亡。人胚胎干細(xì)胞和人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞能誘導(dǎo)分化為視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞,是治療視網(wǎng)膜退行性疾病的潛在策略[13]。相較于人胚胎干細(xì)胞及人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞,MSCs在治療視網(wǎng)膜疾病中展現(xiàn)出諸多優(yōu)勢,包括倫理爭議較小、免疫原性低、來源廣泛易得、安全性高,以及具備多向分化潛能和強(qiáng)大的旁分泌作用,這些優(yōu)勢共同促使MSCs成為治療ROP極具前景的細(xì)胞治療選擇。外泌體外泌體是一種由細(xì)胞內(nèi)多囊體與細(xì)胞膜融合后,釋放到細(xì)胞外基質(zhì)中的膜性囊泡。它們是直徑為30~100nm的納米級脂質(zhì)包裹體結(jié)構(gòu),含有蛋白、信使RNA(messengerRNA,mRNA)和miRNA等物質(zhì)(圖1)[14]。外泌體作為MSCs旁分泌作用的重要組成部分,在細(xì)胞間通信中發(fā)揮重要作用。它們通過傳遞細(xì)胞因子、蛋白質(zhì)和核酸等生物活性因子,影響受體細(xì)胞的生理和病理過程[15-16]。例如,小膠質(zhì)細(xì)胞外泌體可降低OIR小鼠體內(nèi)VEGF和轉(zhuǎn)化生長因子β(transforminggrowthfactor-β,TGF-β)的水平,抑制光感受細(xì)胞凋亡,促進(jìn)OIR小鼠正常血管生成和視覺功能恢復(fù)[17]。外泌體不僅易于被視網(wǎng)膜組織吸收,而且其提取方法已相對成熟,加之易于儲存并保持穩(wěn)定的生物學(xué)功能,被視為MSCs在治療眼部疾病的理想替代物。不同組織的MSC-Exo在蛋白質(zhì)和miRNA等生物活性物質(zhì)表達(dá)上存在差異,這可能影響其在組織修復(fù)、免疫調(diào)節(jié)和疾病治療的效果[18]。例如,骨髓MSCs更易分化為成骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞,而脂肪組織MSCs更易分化為脂肪細(xì)胞[19-20]。這些差異表明,不同來源的MSC-Exo因其成分和功能差異,在治療視網(wǎng)膜疾病中可能具有不同的療效和應(yīng)用潛力。miRNAmiRNA是一種小分子單鏈非編碼RNA,參與基因表達(dá)的調(diào)控過程,通過抑制mRNA的翻譯或促進(jìn)其降解,進(jìn)而下調(diào)靶基因的表達(dá)水平。miRNA通過參與細(xì)胞通信,調(diào)節(jié)新陳代謝、細(xì)胞增殖、分化、凋亡及血管生成等生理過程[21]。細(xì)胞外的miRNA主要以2種形式存在:一種存在于外泌體、微囊泡和凋亡小體等囊泡中,另一種則與RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合體蛋白家族(argonauteprotein,AGO2)結(jié)合[22]。

外泌體中的miRNA已被證明在許多眼部疾?。ㄈ缣悄虿∫暰W(wǎng)膜病、青光眼等)進(jìn)展中發(fā)揮作用,這使其成為備受關(guān)注的潛在治療靶點[23]。例如,在青光眼研究中,骨髓MSC-Exo能夠?qū)⒍喾NmiRNA遞送到視網(wǎng)膜組織中,促進(jìn)視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞存活及軸突再生[24-25]。miRNA可通過外泌體傳遞到視網(wǎng)膜細(xì)胞,參與調(diào)控視網(wǎng)膜血管生成、細(xì)胞凋亡等病理過程,從而在診斷和治療ROP中發(fā)揮作用[26]。Fan等[27]研究表明,miR-126能下調(diào)OIR大鼠模型中血管內(nèi)皮生長因子受體的表達(dá),從而抑制視網(wǎng)膜新生血管形成,對ROP具有潛在治療作用。2、MSC-Exo防治ROP的潛在作用機(jī)制MSC-Exo在視覺系統(tǒng)中調(diào)節(jié)細(xì)胞間通信的作用備受關(guān)注,正作為生物標(biāo)志物、治療藥物和藥物載體被廣泛研究[28]。ROP主要病變表現(xiàn)包括視網(wǎng)膜血管異常增生、視網(wǎng)膜神經(jīng)元凋亡及炎癥反應(yīng)等。因此,ROP防治應(yīng)著重于調(diào)節(jié)血管生成、抗凋亡、神經(jīng)元修復(fù)與再生、免疫調(diào)節(jié)等方面。MSC-Exo含有蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)等多種生物活性因子,在組織修復(fù)、免疫調(diào)節(jié)、血管生成等方面發(fā)揮重要作用。這些外泌體可被視網(wǎng)膜細(xì)胞吸收,減輕視網(wǎng)膜炎癥反應(yīng),修復(fù)受損視網(wǎng)膜組織,調(diào)節(jié)血管生成,為視網(wǎng)膜提供良好微環(huán)境,改善視網(wǎng)膜功能,在ROP防治中具有良好的應(yīng)用前景[29-30]。2.1調(diào)節(jié)血管生成ROP作為一種早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜血管發(fā)育異常疾病,促進(jìn)視網(wǎng)膜血管正常發(fā)育、抑制異常血管形成是該病治療關(guān)鍵。MSC-Exo含有VEGF、胰島素樣生長因子-1(insulin-likegrowthfactor-1,IGF-1)、成纖維細(xì)胞生長因子等生物因子,它們可以直接作用于內(nèi)皮細(xì)胞,發(fā)揮促進(jìn)正常血管生長發(fā)育[31]。此外,MSC-Exo還含有多種miRNA,可以調(diào)節(jié)基因表達(dá),可調(diào)控缺氧缺血環(huán)境下內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、管腔形成和新生血管的形成,從而抑制病理性血管形成[32]。例如,在OIR小鼠中發(fā)現(xiàn),人臍帶血MSC-Exo可有效降低OIR小鼠新生視網(wǎng)膜血管的數(shù)量以及缺氧誘導(dǎo)因子-1α和VEGF-A蛋白表達(dá),并與藥物劑量呈正相關(guān)[33]。MSCs還能通過調(diào)節(jié)免疫因子生成,為受損視網(wǎng)膜血管再生創(chuàng)造有利的微環(huán)境[34]。因此,MSC-Exo在調(diào)節(jié)早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜血管生成中發(fā)揮重要作用,但其確切的作用機(jī)制尚未得到充分闡明,需進(jìn)一步深入研究。2.2減輕氧化應(yīng)激及抗凋亡MSC-Exo具有減輕氧化應(yīng)激反應(yīng)及抗細(xì)胞凋亡作用,能夠通過調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激、細(xì)胞自噬和程序性細(xì)胞死亡等過程,保護(hù)視網(wǎng)膜細(xì)胞。例如,人臍帶MSC-Exo中含有miR-210、miR-200b-3p等miRNA,可能參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的抗氧化防御機(jī)制,增強(qiáng)視網(wǎng)膜細(xì)胞對氧化應(yīng)激的耐受性[35]。此外,人脂肪MSC-Exo富含多種生物活性因子,如神經(jīng)營養(yǎng)因子和免疫調(diào)節(jié)因子,能夠抑制受損神經(jīng)元和視網(wǎng)膜細(xì)胞的凋亡,并減輕視網(wǎng)膜炎癥反應(yīng)[36]。人臍帶血MSC-Exo通過激活早期糖尿病視網(wǎng)膜病變中的磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B-核因子E2相關(guān)因子2(phosphoinositide3-kinase/proteinkinaseB-nuclearfactorerythroid2-relatedfactor2,PI3K/AKT-Nrf2)信號通路,減輕氧化應(yīng)激反應(yīng),緩解視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞的衰老及凋亡[37]。2.3免疫調(diào)節(jié)效應(yīng)MSC-Exo可通過攜帶抗炎因子,調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng),減少視網(wǎng)膜炎癥,從而抑制血管異常增生。有報道稱,圍生期炎癥或感染與ROP的發(fā)病相關(guān),在炎癥反應(yīng)中,細(xì)胞因子和趨化因子能夠促進(jìn)病理性新生血管的形成[38]。因此,抑制炎癥反應(yīng)成為改善視網(wǎng)膜病理性新生血管形成的潛在環(huán)節(jié)。MSC-Exo能夠誘導(dǎo)免疫調(diào)節(jié)并抑制炎癥反應(yīng),從而治療炎癥性及退行性疾病[39]。MSC-Exo能夠?qū)⒕奘杉?xì)胞從促炎M1表型轉(zhuǎn)化為抗炎M2表型,并下調(diào)促炎因子表達(dá)[如腫瘤壞死因子(tumornecrosisfactor,TNF)-α、白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-6和IL-23等],同時提高抗炎因子(如IL-10和TGF-β)水平,發(fā)揮抗炎作用并促進(jìn)受損組織的修復(fù)[40]。在大鼠視網(wǎng)膜脫落模型中,骨髓MSC-Exo通過抑制TNF-α和IL-1β的表達(dá),減輕炎癥反應(yīng),提高感光細(xì)胞的存活率[41]。此外,人臍帶血MSC-Exo中的miRNA-17-3p通過靶向調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄激活因子-1,改善糖尿病視網(wǎng)膜病變小鼠的炎癥反應(yīng)和抗氧化損傷[42]。近年,吡林結(jié)構(gòu)域Nod樣受體家族蛋白3小體被認(rèn)為是MSCs及其外泌體治療炎癥性眼病的潛在新治療靶點[43]。2.4神經(jīng)保護(hù)效應(yīng)ROP雖然是一種視網(wǎng)膜血管疾病,但常伴隨視網(wǎng)膜神經(jīng)損傷。神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞與OIR動物模型中視網(wǎng)膜病理學(xué)的起源有關(guān),因為它們支持脈管系統(tǒng)的發(fā)育并調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡和神經(jīng)元代謝和激活[44]。發(fā)育中的視網(wǎng)膜血管與神經(jīng)生長同步,形成功能性神經(jīng)血管網(wǎng)絡(luò)。因此,神經(jīng)血管協(xié)調(diào)破壞可能是ROP發(fā)病因素,故保護(hù)視網(wǎng)膜神經(jīng)也可作為ROP防治策略之一[45]。MSC-Exo能釋放生長因子、細(xì)胞因子及miRNAs等多種生物活性因子,這些因子可直接作用于神經(jīng)元,有效促進(jìn)神經(jīng)元的修復(fù)與再生過程。例如,人臍帶血MSC-Exo分泌多種神經(jīng)營養(yǎng)因子,如成纖維細(xì)胞生長因子1(fibroblastgrowthfactor,F(xiàn)GF-1)、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子、IGF-1和神經(jīng)生長因子,為受損神經(jīng)元提供營養(yǎng)支持,促進(jìn)軸突生長和神經(jīng)元存活,從而在神經(jīng)組織的修復(fù)和再生中發(fā)揮重要作用[46-47]。2.5潛在生物學(xué)標(biāo)志物外泌體廣泛存在于與眼睛密切相關(guān)的體液中,如淚液、房水和玻璃體液,其內(nèi)容物及穩(wěn)定性與親本細(xì)胞高度相似,能夠反映視網(wǎng)膜病理狀態(tài),是診斷視網(wǎng)膜疾病的潛在生物標(biāo)志物[48-50]。外泌體中的miRNA和蛋白質(zhì)作為生物標(biāo)志物對個體化疾病診斷和監(jiān)測具有重大的意義。miRNA是外泌體中含量最高的RNA分子,因此相較于其他類型的RNA,更易于檢測[51]。Zhou等[52]研究表明,外周血單核細(xì)胞中的miRNA可能成為需治療的ROP的潛在診斷生物標(biāo)志物和分子靶點。在血漿中發(fā)現(xiàn)某些特定miRNA,能夠區(qū)分患有視網(wǎng)膜病變的糖尿病患者和沒有視網(wǎng)膜病變者,可用于協(xié)助臨床評估及個體化治療[53]。外泌體也正作為ROP的潛在生物標(biāo)志物被廣泛研究[54]。2.6藥物運載體MSC-Exo因其免疫原性低、低致瘤性和半衰期長等特點,已成為藥物遞送的理想載體。它們可以遞送多種類型藥物,包括小分子化學(xué)藥物、蛋白質(zhì)和多肽藥物、核酸藥物等,能夠更精準(zhǔn)地將藥物輸送到病變部位,發(fā)揮精準(zhǔn)靶向治療效應(yīng)[55]。與脂質(zhì)體和傳統(tǒng)納米載體不同,外泌體具有膜錨定蛋白和跨膜蛋白,使其能夠靶向穿過視網(wǎng)膜等生物屏障,從而促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運[56-57]。Fan等[58]報道稱,視網(wǎng)膜色素上皮衍生因子(PEDF蛋白)可裝載于外泌體中,通過抑制血管生成、抗氧化和神經(jīng)保護(hù)作用,用于治療多種視網(wǎng)膜疾病,如氧誘導(dǎo)性視網(wǎng)膜病。Liu等[59]將攜帶miR-29b-3p的骨髓MSC-Exo通過激活自噬反應(yīng),抑制角膜炎癥和纖維化,從而促進(jìn)角膜的修復(fù)。這些突破性發(fā)現(xiàn)為視網(wǎng)膜疾病的治療提供了新的視角和策略。3、MSC-Exo防治ROP潛在的不良反應(yīng)MSC-Exo作為一種新興的治療方式,在目前大量基礎(chǔ)實驗研究中顯示其不良反應(yīng)風(fēng)險低,且罕見引起免疫排斥反應(yīng)。盡管MSCs在治療多種疾病中顯示出潛在的治療價值,但臨床應(yīng)用經(jīng)驗不足,因此其長期的安全性和潛在的不良反應(yīng)仍需通過更多的研究來評估和確認(rèn)。3.1免疫反應(yīng)外泌體雖免疫原性較低,但仍可能誘發(fā)一定程度的免疫反應(yīng)。不同來源的外泌體攜帶不同的表面分子,這些分子可能被免疫系統(tǒng)識別為外來物質(zhì),從而觸發(fā)免疫應(yīng)答[60]。例如,對小鼠移植同種異體的脾臟抗原呈遞細(xì)胞外泌體,它們可通過參與抗原呈遞或與膜融合并釋放外泌體內(nèi)容物,引起T細(xì)胞免疫應(yīng)答[61]。這可能導(dǎo)致為局部炎癥反應(yīng),如眼部紅腫、疼痛等,也可能引起全身免疫反應(yīng),如發(fā)熱、皮疹等。因此,MSC-Exo防治ROP是否具有免疫反應(yīng)仍需更多的實驗驗證。3.2對視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)和功能的潛在影響外泌體雖具有促進(jìn)視網(wǎng)膜修復(fù)和再生的潛力,但也可能對視網(wǎng)膜正常結(jié)構(gòu)和功能造成不良影響。例如,外泌體可能過度刺激視網(wǎng)膜細(xì)胞增殖,導(dǎo)致視網(wǎng)膜異常增厚或形成瘢痕,影響視力。外泌體也可能干擾視網(wǎng)膜細(xì)胞的正常代謝和信號傳導(dǎo),導(dǎo)致視網(wǎng)膜功能紊亂。3.3潛在的風(fēng)險MSC-Exo生物學(xué)特性尚不明確,其在體內(nèi)的作用機(jī)制也不完全清楚,雖然其在ROP防治中具有潛在應(yīng)用前景,但仍存在許多潛在風(fēng)險。目前MSC-Exo在ROP治療中的應(yīng)用仍處于動物實驗階段,缺乏足夠的臨床長期治療效果和安全性證據(jù)。外泌體可能與體內(nèi)的其他細(xì)胞或分子發(fā)生相互作用,導(dǎo)致不良后果。例如,MSC-Exo中含有促進(jìn)細(xì)胞增殖的因子,長期使用可能增加腫瘤發(fā)生的風(fēng)險,尤其是在早產(chǎn)兒,其免疫系統(tǒng)尚未發(fā)育完全。MSCs被募集到腫瘤微環(huán)境中可以增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移潛力,并通過分泌VEGF促進(jìn)腫瘤部位新生血管形成[62]。此外,外泌體的來源是否明確以及制備方法的規(guī)范性,均可能影響其安全性。如果外泌體的來源不明確或制備過程不規(guī)范,可能會引入雜質(zhì)或病原體,從而增加感染的風(fēng)險。因此,在將MSC-Exo應(yīng)用于ROP臨床治療之前,需要進(jìn)行更多研究來充分評估其安全性和有效性。4、MSC-Exo防治ROP

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