另辟蹊径 间充质干细胞衍生的外泌体治疗主动脉瘤

就在 5 月 1 日，Therapeutic Solutions International 宣布成立一家新的衍生公司 VasoSome Vascular Inc.，该公司专注于使用干细胞衍生的外泌体治疗主动脉瘤。研究结果表明，干细胞来源的外泌体的施用抑制了动物模型中主动脉瘤的生长。

VasoSome Vascular 目前正在进行新药的研究性研究，并希望在 2023 年底前向米国 FDA 提交申请，以启动 I / II 期临床试验。该公司的外泌体疗法正在申请专利。

Therapeutic Solutions International 首席医疗官 James Veltmeyer 医学博士指出：

主动脉瘤估计影响 1.3% 至 8.9% 的男性和 1.0% 至 2.2% 的女性。其中，很大一部分不符合手术或血管内方法的条件。VasoSome Vascular 的基础是利用干细胞外泌体来稳定甚至可能逆转主动脉瘤的生长。

根据我们使用 JadiCells 和其他干细胞产品的临床经验，作为一名医生，我相信主动脉瘤领域是再生医学应用的一个相对广阔的空间。我很高兴能协助新公司推进其最初的里程碑。

Therapeutic Solutions International 总裁兼首席执行官 Timothy Dixon 补充指出：

我们很高兴能够将这些被称为‘外泌体’的纳米粒子商业化，以克服现有干细胞疗法的局限性，以平息被称为主动脉瘤的‘定时炸弹’。通过利用我们再生医学基础的潜力，我们很高兴能够在生物学的不同领域产生如此多的新公司，以最大限度地推进患者治疗并增加股东价值。

去年（2022年），在 Expert Opinion on Biological Therapy 上发表了一篇研究论著：Alternative therapeutic strategy for existing aortic aneurysms using mesenchymal stem cell–derived exosomes（利用间充质干细胞衍生的外泌体治疗现有主动脉瘤的替代治疗策略）。作者单位是日本名古屋大学医学研究生院心脏外科（Department of Cardiac Surgery, Nagoya University Graduate School of Medicine, Nagoya）。

名古屋大学的研究人员指出：

多项研究基于其抗炎特性证明了间充质干细胞衍生外泌体 (MSC-exs) 的治疗潜力。他们的目的是确定 MSC-exs 对动脉粥样硬化引起的主动脉瘤 (AAs) 的治疗效果。

在他们的研究设计和方法中，载脂蛋白 E 敲除小鼠与血管紧张素 II 诱导的 AAs 注射 MSC-exs 或生理盐水作为对照。测量主动脉直径的变化。AAs 相关蛋白的表达和主动脉壁的组织学在治疗后 1 周进行了调查。检查了 MSC-exs 的 MicroRNA 和蛋白质谱。

他们的研究结果表明，MSC-exs 显着减缓 AAs 进展（盐水组为 2.04 ± 0.20 mm，MSC-ex 组为 1.34 ± 0.13 mm，P = 0.004）。MSC-ex 组IL-1β、TNF-α、MCP-1 表达降低，IGF-1、TIMP-2 表达升高。MSC-ex 在巨噬细胞中诱导 M2 表型并抑制主动脉壁弹性薄层的破坏。

MSC-exs 含有高水平的 10 种抑制 AAs 形成的 microRNA 和 13 种抑制炎症和促进细胞外基质合成的蛋白质。

名古屋大学的研究人员认为，MSC-ex 可能是治疗现有 AAs 的一种新型替代治疗工具。

下面我们重点介绍在 nature · experimental & molecular medicine 上新鲜出炉的一篇重要研究。

作者单位来自中国上海交通大学医学院附属仁济医院血管外科、南京医科大学附属南京市第一医院胸心血管外科和山西医科大学第一医院血管外科。

该研究论文文题：

（间充质干细胞来源的细胞外囊泡通过抑制 NET-诱导的铁死亡来防止腹主动脉瘤的形成）

TIPS: 铁死亡 (Ferroptosis) 是一种铁依赖性的，区别于细胞凋亡、细胞坏死、细胞自噬的新型的细胞程序性死亡方式。铁死亡的主要机制是，在二价铁或酯氧合酶的作用下，催化细胞膜上高表达的不饱和脂肪酸，发生脂质过氧化，从而诱导细胞死亡;此外，还表现为抗氧化体系(谷胱甘肽系统)的调控核心酶GPX4的降低。

在上面中国研究人员的研究中，包括人体研究和动物模型。

在人体研究中，根据审查委员会批准的研究方案招募接受开放性主动脉手术的患者。所有涉及人类参与者的实验都是根据赫尔辛基宣言的原则进行的。在收集标本之前，所有患者或其代理人都签署了书面知情同意书。手术前，通过超声心动图或计算机断层扫描/磁共振成像记录 AAA 的存在，并由临床专家做出临床诊断。健康的主动脉样本取自脑死亡患者或没有动脉瘤或其他心血管疾病的器官捐献者。

研究中使用的是载脂蛋白 E 缺陷 ( ApoE -/- ) C57BL/6J 小鼠，ApoE -/-小鼠与 C57BL/6J Padi4 -/-小鼠杂交产生ApoE +/- Padi4 +/-小鼠，然后将其与ApoE -/-小鼠回交产生ApoE -/- Padi4 +/-小鼠，它们相互杂交产生ApoE -/- Padi4 -/-小鼠。腹主动脉瘤（AAA）小鼠模型构建采用血管紧张素 II (AngII) 输注的方法。

研究者指出：

中性粒细胞胞外诱捕网 (Neutrophil extracellular traps, NETs) 在腹主动脉瘤 (AAA) 的形成中起重要作用；然而，潜在的分子机制仍不清楚。间充质干细胞衍生的细胞外囊泡 (MSC-EVs) 可能通过其免疫调节和再生能力对 AAA 发挥治疗作用。

本研究旨在探讨 MSC-EV 在调节 NET 介导的 AAA 发展中的作用和机制。在 AAA 患者中观察到 NETs 的过度释放，NET 成分的水平与患者的临床结果相关。对来自 Gene Expression Omnibus 数据库的数据集进行了分析，发现 PI3K/AKT 通路和铁死亡与 AAA 形成过程中的 NETosis 密切相关。

进一步的实验证实，NETs 通过抑制 PI3K/AKT 通路诱导平滑肌细胞 (SMCs) 的铁死亡来促进 AAA 的形成。PI3K 激动剂 740 YP、铁死亡抑制剂 ferrostatin-1 和 Padi4 缺乏 显著阻止了 AAA 的形成。MSC-EVs 通过减少血管紧张素 II 诱导的 AAA 小鼠模型中的 NET 释放来减弱 AAA 的形成。体外实验表明，MSC-EVs 通过将 NETosis 转变为细胞凋亡来减少 NETs 的释放。我们的研究表明 NET 诱导的 SMC 铁死亡在 AAA 形成中的重要作用，并为 AAA 治疗提供了几个潜在靶点。

原文插图：NETs 通过抑制 PI3K/AKT 通路诱导 SMC 铁死亡促进 AAA 的形成，而 MSC-EVs 可以通过抑制 Ang II 诱导的 AAA 模型中的 NETosis 来保护 AAA 的形成。

TIPS: 细胞外囊泡（extracellular vesicles, EVs）

是一种由细胞释放到细胞外基质的膜性小囊泡，其粒径分布范围为30 nm 至 1 μm，它们通过膜上的蛋白质、脂类等信号分子，以及膜内包裹的内容物（神经递质、酶、激素和核酸等）在细胞之间的通讯和机体调控中发挥着至关重要的作用。

根据分泌途径的不同，EVs 主要分为外泌体（exosomes, 30-150 nm）和微囊泡（microvesicles, 100-1,000 nm）两大类。外泌体经由细胞内多泡体（multivesicular body, MVB）与细胞膜融合而释放，而微囊泡则是通过细胞膜包裹信号分子直接释放到细胞外。研究发现 EVs 广泛存在于人体的血液、乳汁、尿液以及唾液等多种体液中，其种类和数量与机体的生理状态息息相关。

因此，EVs 有望成为新型的疾病诊断标志物、纳米药物载体、治疗制剂和药物作用靶标，在疾病的诊断和治疗领域具有非常广阔的应用前景。

TIPS: NETosis

NETosis 是中性粒细胞的炎性细胞死亡方式。活化的中性粒细胞通过向细胞外释放由解聚的染色质和细胞内颗粒蛋白组成的细胞捕获网（Neutrophil extracellular traps，NETs），以捕获和杀死病原体。在NETs形成过程中伴随着中性粒细胞的死亡，这种新型的死亡方式不同于细胞凋亡和细胞坏死，被称为 NETosis。