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%

發文量：779（2025）

出版國家或地區：NEW ZEALAND

2026年影響因子：8.7

平均審稿周期：平均1.3個月

下面這篇文章就發表在《Nature communications》上：

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

發表時間：2025 年

一、 研究背景

慢性阻塞性肺疾病（COPD）是全球高發的慢性呼吸系統疾病，吸煙是其首要危險因素，會誘發肺部氧化應激、炎癥反應以及細胞凋亡，最終造成肺泡結構破壞與肺氣腫形成。目前臨床現有藥物僅能夠緩解患者臨床癥狀、減少急性加重，無法修復已經受損的肺泡及肺微血管結構。大量研究證實，肺微血管內皮細胞（PMVECs）凋亡是 COPD 發生發展的關鍵驅動環節，抑制 PMVECs 凋亡可以減輕甚至部分逆轉肺氣腫病理改變，因此靶向調控肺微血管內皮細胞凋亡成為 COPD 潛在的治療突破口。

骨髓間充質干細胞（BMSCs）可通過旁分泌途徑釋放外泌體發揮組織損傷修復作用，外泌體作為細胞間通訊載體，可包裹 miRNA、蛋白等活性物質向靶細胞遞送，在多種肺部損傷模型中展現保護效應。但 BMSCs 來源外泌體針對 COPD，尤其是肺微血管內皮損傷的作用及分子機制尚不充分。非經典 Wnt 通路分子 Wnt5a 參與肺部炎癥與細胞凋亡調控，而 miRNA 是外泌體發揮功能的核心效應分子。基于此，該研究聚焦miR?30b/Wnt5a 信號軸，探究 BMSCs 外泌體能否通過遞送 miR?30b 調控 Wnt5a 表達，進而抑制香煙煙霧提取物誘導的 PMVECs 凋亡，為 COPD 的無細胞納米治療提供新的實驗依據。

二、 研究結果

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；流式細胞檢測結果顯示細胞高表達 BMSCs 標志物 CD29、CD44、CD73、CD105，幾乎不表達造血系標記 CD34、CD45、CD11b，證實分離得到高純度 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構，納米顆粒跟蹤分析測得外泌體平均粒徑為 72.97?nm；Western blot 結果顯示外泌體表達 CD9、CD63、CD81、TSG101 外泌體標志蛋白，內質網蛋白 Calnexin 陰性，符合外泌體生物學特征。

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

研究人員通過 CD31 磁珠分選獲得小鼠 PMVECs，vWF 免疫熒光證實細胞純度＞90%。梯度濃度 CSE 處理 PMVECs 后，細胞凋亡率隨 CSE 濃度升高逐漸上升，后續選用 2.5% CSE 構建內皮細胞損傷凋亡模型。體外實驗發現，BMSCs 來源外泌體干預可上調抗凋亡蛋白 Bcl?2，下調促凋亡蛋白 Bax、Cleaved?caspase?3，顯著降低 CSE 誘導的 PMVECs 凋亡，發揮內皮保護作用。

3、 miR?30b 富集于 BMSCs 外泌體，外泌體通過遞送 miR?30b 發揮細胞保護作用

研究人員對 BMSCs 外泌體開展 miRNA 測序，篩選得到外泌體內高豐度 miRNA，其中 miR?30b 表達水平顯著靠前。RT?qPCR 檢測證實，CSE 損傷會造成 PMVECs 內 miR?30b 表達下降；BMSCs 外泌體處理能夠提升損傷內皮細胞中 miR?30b 的含量。將 BMSCs 的 miR?30b 進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效應明顯消失，PMVECs 凋亡水平再次升高。上述結果證明，BMSCs 外泌體主要依靠向靶細胞遞送 miR?30b，實現對 PMVECs 的保護。

4、 miR?30b 過表達能夠直接抑制 CSE 誘導的 PMVECs 凋亡

研究人員向 CSE 損傷的 PMVECs 轉染 miR?30b mimic 實現 miR?30b 過表達。流式細胞凋亡檢測顯示，過表達 miR?30b 后 PMVECs 凋亡率顯著下降；Western blot 結果同樣驗證，miR?30b 上調后，抗凋亡蛋白 Bcl?2 表達升高，促凋亡蛋白 Bax、Cleaved?caspase?3 表達被抑制，進一步確認 miR?30b 具備抑制肺微血管內皮細胞凋亡的功能。

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

研究人員利用 TargetScan 與 miRanda 數據庫預測 Wnt5a 是 miR?30b 潛在靶基因，雙熒光素酶報告基因實驗證實 miR?30b 可直接結合 Wnt5a 的 3'?UTR 區。CSE 刺激會濃度依賴性上調 PMVECs 中 Wnt5a 蛋白；BMSCs 外泌體干預能夠下調 Wnt5a，而敲除外泌體 miR?30b 后 Wnt5a 表達重新升高。拯救實驗顯示，單獨過表達 Wnt5a 可誘導 PMVECs 凋亡增加；當同時過表達 miR?30b 與 Wnt5a 時，Wnt5a 能夠逆轉 miR?30b 的抗凋亡效果。這一結果說明 miR?30b 通過靶向抑制 Wnt5a，進而減少 CSE 誘導的 PMVECs 凋亡。

6、 動物體內實驗：BMSCs 外泌體與 miR?30b 過表達可改善 COPD 小鼠肺氣腫與肺微血管內皮凋亡

研究人員通過腹腔注射 CSE 構建小鼠 COPD 模型，通過氣管滴注給予 BMSCs 外泌體、miR?30b 過表達慢病毒進行肺部靶向干預。肺組織 HE 染色提示，COPD 模型組小鼠肺泡腔擴張、肺泡壁破壞，肺氣腫指標平均線性截距（MLI）、肺泡破壞指數（DI）顯著升高；給予 BMSCs 外泌體或 miR?30b 過表達處理后，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 雙染色結果顯示，COPD 小鼠肺組織 PMVECs 凋亡數量顯著增多，干預處理后內皮細胞凋亡被明顯抑制。同時，肺組織分子檢測可見 miR?30b 表達上調，Wnt5a、促凋亡蛋白 Bax、Cleaved?caspase?3 表達下降，抗凋亡 Bcl?2 表達上調。體內實驗證明 BMSCs 外泌體依靠 miR?30b/Wnt5a 通路，緩解 COPD 小鼠肺部損傷。

7、 COPD 患者肺組織驗證 miR?30b/Wnt5a 通路的臨床相關性

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 例對照人群的手術肺邊緣組織。檢測結果表明：相較于對照組，COPD 患者肺組織中 miR?30b 表達顯著下調，Wnt5a 蛋白表達明顯升高，與細胞、動物模型中的分子表達趨勢wan全一致，提示 miR?30b/Wnt5a 通路異常參與人類 COPD 的病理進程。

三、 研究結論

該篇文章從細胞、分子、動物模型、人臨床標本多層級證實：骨髓間充質干細胞來源外泌體可以向受損肺微血管內皮細胞遞送 miR?30b，miR?30b 靶向抑制 Wnt5a，進而抑制香煙煙霧提取物誘導的肺微血管內皮細胞凋亡，最終緩解 COPD 小鼠肺氣腫肺損傷。

研究揭示了 COPD 肺微血管損傷修復的全新 miRNA 調控通路，為 COPD 無細胞外泌體納米治療提供新的實驗依據。但研究仍存在一定局限：臨床樣本數量有限，尚未開展 BMSCs 過表達 miR?30b 后的外泌體驗證，Wnt5a 下游介導內皮凋亡的具體信號仍有待進一步挖掘。