脊髓內分布眾多血管，然而由于外力撞擊等導致的脊髓損傷（SCI）會造成血管的破裂并在損傷部位形成缺血缺氧的微環境，進一步誘導組織細胞的壞死；另一方面，充足的血供也是組織再生的必要前提。因此，有效地促進損傷后脊髓組織的血管再生對于SCI的治療具有重要意義，而血管再生治療是當前組織再生領域的一大難點。間充質干細胞（mesenchymalstem cells，MSCs）具有促進組織再生的功能，其產生的外泌體繼承了MSCs旁分泌治療途徑的優勢，含有豐富的微環境調節因子，在再生醫學應用中受到廣泛關注。外泌體是體內信息交流和物質交換的重要載體，其內容物會受到外泌體產生細胞所處環境或與其它細胞間交流的影響而改變。將MSCs培養在低氧環境時，外泌體內與血管生成相關的物質含量發生變化，其中就包括缺氧誘導因子-1α（hypoxia-inducible factor 1-alpha，HIF-1α）的富集。HIF-1α是HIF-1的亞基之一，而后者具有較強的促血管新生的功能。
近日，浙江大學高建青教授團隊在Biomaterials Science發表題為“Hypoxia-stimulatedmesenchymal stem cell-derived exosomes loaded by adhesive hydrogel for effectiveangiogenic treatment of spinal cord injury”的研究性論文(doi:10.1039/d1bm01722e)。該工作所構建的低氧處理MSCs外泌體的局部遞送體系可顯著促進大鼠脊髓損傷處血管的再生。
繼在Nano Letters（2019）和Asian Journal of Pharmaceutical Sciences（2021）發表MSCs來源外泌體治療SCI的研究后，高建青教授團隊針對SCI后充足血供的需求進一步改造外泌體，使其更有利于促血管生成和神經再生。經過低氧處理后，MSCs外泌體內攜載的HIF-1α水平有所提高，被血管內皮細胞攝取后可顯著提高內皮細胞的增殖、遷移和成管能力。通過低氧處理的MSCs外泌體裝載于透明質酸水凝膠并局部遞送至損傷處的療法，能夠上調損傷處血管內皮生長因子的表達，使組織內血管的新生與完整性顯著增強，并促進受損神經的再生。
在科技部和國家基金的持續資助下和合作企業的支持下，高建青教授致力于干細胞載體、組織再生等方面的深入研究，取得了眾多成果并發表于Science Advances、Advanced Materials、ACS Nano、Nano Letters、Journal of Controlled Release等期刊。該研究有望為基于干細胞與外泌體療法的中樞神經系統損傷的治療提供新的思路和依據。
參考文獻：
Hypoxia-stimulated mesenchymal stem cell-derived exosomes loaded byadhesive hydrogel for effective angiogenic treatment of spinal cord injury， Biomater Sci. 2022，2. doi: 10.1039/d1bm01722e.
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