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朋友們，今天要帶大家探索一篇雜志《Int J Nanomedicine》

期刊ISSN：print: 1178-2013  on-line: 1176-9114

出版周期：Quarterly

自引率：3.00%

發(fā)文量：779（2025）

出版國家或地區(qū)：NEW ZEALAND

2026年影響因子：8.7

平均審稿周期：平均1.3個(gè)月

下面這篇文章就發(fā)表在《Nature communications》上：

文章標(biāo)題：Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells-Derived Exosomes Inhibit Apoptosis of Pulmonary Microvascular Endothelial Cells in COPD Mice Through miR-30b/Wnt5a Pathway

發(fā)表時(shí)間：2025 年

一、 研究背景

慢性阻塞性肺疾病（COPD）是全球高發(fā)的慢性呼吸系統(tǒng)疾病，吸煙是其首要危險(xiǎn)因素，會(huì)誘發(fā)肺部氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)以及細(xì)胞凋亡，最終造成肺泡結(jié)構(gòu)破壞與肺氣腫形成。目前臨床現(xiàn)有藥物僅能夠緩解患者臨床癥狀、減少急性加重，無法修復(fù)已經(jīng)受損的肺泡及肺微血管結(jié)構(gòu)。大量研究證實(shí)，肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞（PMVECs）凋亡是 COPD 發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)，抑制 PMVECs 凋亡可以減輕甚至部分逆轉(zhuǎn)肺氣腫病理改變，因此靶向調(diào)控肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡成為 COPD 潛在的治療突破口。

骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs）可通過旁分泌途徑釋放外泌體發(fā)揮組織損傷修復(fù)作用，外泌體作為細(xì)胞間通訊載體，可包裹 miRNA、蛋白等活性物質(zhì)向靶細(xì)胞遞送，在多種肺部損傷模型中展現(xiàn)保護(hù)效應(yīng)。但 BMSCs 來源外泌體針對(duì) COPD，尤其是肺微血管內(nèi)皮損傷的作用及分子機(jī)制尚不充分。非經(jīng)典 Wnt 通路分子 Wnt5a 參與肺部炎癥與細(xì)胞凋亡調(diào)控，而 miRNA 是外泌體發(fā)揮功能的核心效應(yīng)分子。基于此，該研究聚焦miR?30b/Wnt5a 信號(hào)軸，探究 BMSCs 外泌體能否通過遞送 miR?30b 調(diào)控 Wnt5a 表達(dá)，進(jìn)而抑制香煙煙霧提取物誘導(dǎo)的 PMVECs 凋亡，為 COPD 的無細(xì)胞納米治療提供新的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

二、 研究結(jié)果

1、 BMSCs及其外泌體的分離與鑒定

研究人員從小鼠股骨、脛骨提取 BMSCs，細(xì)胞呈貼壁梭形生長，可完成成骨、成脂、成軟骨三向分化；流式細(xì)胞檢測結(jié)果顯示細(xì)胞高表達(dá) BMSCs 標(biāo)志物 CD29、CD44、CD73、CD105，幾乎不表達(dá)造血系標(biāo)記 CD34、CD45、CD11b，證實(shí)分離得到高純度 BMSCs。采用差速超速離心法提取 BMSCs 上清中的外泌體，透射電鏡可觀察到典型的囊泡樣膜結(jié)構(gòu)，納米顆粒跟蹤分析測得外泌體平均粒徑為 72.97?nm；Western blot 結(jié)果顯示外泌體表達(dá) CD9、CD63、CD81、TSG101 外泌體標(biāo)志蛋白，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白 Calnexin 陰性，符合外泌體生物學(xué)特征。

2、 BMSCs 來源外泌體可抑制香煙煙霧提取物（CSE）誘導(dǎo)的肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞（PMVECs）凋亡

研究人員通過 CD31 磁珠分選獲得小鼠 PMVECs，vWF 免疫熒光證實(shí)細(xì)胞純度＞90%。梯度濃度 CSE 處理 PMVECs 后，細(xì)胞凋亡率隨 CSE 濃度升高逐漸上升，后續(xù)選用 2.5% CSE 構(gòu)建內(nèi)皮細(xì)胞損傷凋亡模型。體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，BMSCs 來源外泌體干預(yù)可上調(diào)抗凋亡蛋白 Bcl?2，下調(diào)促凋亡蛋白 Bax、Cleaved?caspase?3，顯著降低 CSE 誘導(dǎo)的 PMVECs 凋亡，發(fā)揮內(nèi)皮保護(hù)作用。

3、 miR?30b 富集于 BMSCs 外泌體，外泌體通過遞送 miR?30b 發(fā)揮細(xì)胞保護(hù)作用

研究人員對(duì) BMSCs 外泌體開展 miRNA 測序，篩選得到外泌體內(nèi)高豐度 miRNA，其中 miR?30b 表達(dá)水平顯著靠前。RT?qPCR 檢測證實(shí)，CSE 損傷會(huì)造成 PMVECs 內(nèi) miR?30b 表達(dá)下降；BMSCs 外泌體處理能夠提升損傷內(nèi)皮細(xì)胞中 miR?30b 的含量。將 BMSCs 的 miR?30b 進(jìn)行慢病毒敲降后收集外泌體，再處理 CSE 損傷的 PMVECs，外泌體原本的抗凋亡保護(hù)效應(yīng)明顯消失，PMVECs 凋亡水平再次升高。上述結(jié)果證明，BMSCs 外泌體主要依靠向靶細(xì)胞遞送 miR?30b，實(shí)現(xiàn)對(duì) PMVECs 的保護(hù)。

4、 miR?30b 過表達(dá)能夠直接抑制 CSE 誘導(dǎo)的 PMVECs 凋亡

研究人員向 CSE 損傷的 PMVECs 轉(zhuǎn)染 miR?30b mimic 實(shí)現(xiàn) miR?30b 過表達(dá)。流式細(xì)胞凋亡檢測顯示，過表達(dá) miR?30b 后 PMVECs 凋亡率顯著下降；Western blot 結(jié)果同樣驗(yàn)證，miR?30b 上調(diào)后，抗凋亡蛋白 Bcl?2 表達(dá)升高，促凋亡蛋白 Bax、Cleaved?caspase?3 表達(dá)被抑制，進(jìn)一步確認(rèn) miR?30b 具備抑制肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡的功能。

5、 miR?30b 直接靶向 Wnt5a，通過抑制 Wnt5a 表達(dá)減輕 PMVECs 凋亡

研究人員利用 TargetScan 與 miRanda 數(shù)據(jù)庫預(yù)測 Wnt5a 是 miR?30b 潛在靶基因，雙熒光素酶報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)證實(shí) miR?30b 可直接結(jié)合 Wnt5a 的 3'?UTR 區(qū)。CSE 刺激會(huì)濃度依賴性上調(diào) PMVECs 中 Wnt5a 蛋白；BMSCs 外泌體干預(yù)能夠下調(diào) Wnt5a，而敲除外泌體 miR?30b 后 Wnt5a 表達(dá)重新升高。拯救實(shí)驗(yàn)顯示，單獨(dú)過表達(dá) Wnt5a 可誘導(dǎo) PMVECs 凋亡增加；當(dāng)同時(shí)過表達(dá) miR?30b 與 Wnt5a 時(shí)，Wnt5a 能夠逆轉(zhuǎn) miR?30b 的抗凋亡效果。這一結(jié)果說明 miR?30b 通過靶向抑制 Wnt5a，進(jìn)而減少 CSE 誘導(dǎo)的 PMVECs 凋亡。

6、 動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)：BMSCs 外泌體與 miR?30b 過表達(dá)可改善 COPD 小鼠肺氣腫與肺微血管內(nèi)皮凋亡

研究人員通過腹腔注射 CSE 構(gòu)建小鼠 COPD 模型，通過氣管滴注給予 BMSCs 外泌體、miR?30b 過表達(dá)慢病毒進(jìn)行肺部靶向干預(yù)。肺組織 HE 染色提示，COPD 模型組小鼠肺泡腔擴(kuò)張、肺泡壁破壞，肺氣腫指標(biāo)平均線性截距（MLI）、肺泡破壞指數(shù)（DI）顯著升高；給予 BMSCs 外泌體或 miR?30b 過表達(dá)處理后，小鼠肺氣腫病理損傷得到明顯緩解，MLI 與 DI 均顯著降低。TUNEL?CD31 雙染色結(jié)果顯示，COPD 小鼠肺組織 PMVECs 凋亡數(shù)量顯著增多，干預(yù)處理后內(nèi)皮細(xì)胞凋亡被明顯抑制。同時(shí)，肺組織分子檢測可見 miR?30b 表達(dá)上調(diào)，Wnt5a、促凋亡蛋白 Bax、Cleaved?caspase?3 表達(dá)下降，抗凋亡 Bcl?2 表達(dá)上調(diào)。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明 BMSCs 外泌體依靠 miR?30b/Wnt5a 通路，緩解 COPD 小鼠肺部損傷。

7、 COPD 患者肺組織驗(yàn)證 miR?30b/Wnt5a 通路的臨床相關(guān)性

為探究該通路在人體中的變化，研究人員收集了 11 例 COPD 患者與 17 例對(duì)照人群的手術(shù)肺邊緣組織。檢測結(jié)果表明：相較于對(duì)照組，COPD 患者肺組織中 miR?30b 表達(dá)顯著下調(diào)，Wnt5a 蛋白表達(dá)明顯升高，與細(xì)胞、動(dòng)物模型中的分子表達(dá)趨勢wan全一致，提示 miR?30b/Wnt5a 通路異常參與人類 COPD 的病理進(jìn)程。

三、 研究結(jié)論

該篇文章從細(xì)胞、分子、動(dòng)物模型、人臨床標(biāo)本多層級(jí)證實(shí)：骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞來源外泌體可以向受損肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞遞送 miR?30b，miR?30b 靶向抑制 Wnt5a，進(jìn)而抑制香煙煙霧提取物誘導(dǎo)的肺微血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，最終緩解 COPD 小鼠肺氣腫肺損傷。

研究揭示了 COPD 肺微血管損傷修復(fù)的全新 miRNA 調(diào)控通路，為 COPD 無細(xì)胞外泌體納米治療提供新的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。但研究仍存在一定局限：臨床樣本數(shù)量有限，尚未開展 BMSCs 過表達(dá) miR?30b 后的外泌體驗(yàn)證，Wnt5a 下游介導(dǎo)內(nèi)皮凋亡的具體信號(hào)仍有待進(jìn)一步挖掘。