間充質干細胞外泌體在腦卒中治療中的應用

間充質干細胞（MSCs）是一種來自于中胚層的多能干細胞，具有高度的自我更 新及多向分化潛能，并在適宜的條件下具有誘導分化為肌細胞、軟骨細胞、成骨細胞、成脂細胞 等多種細胞的能力。

MSCs不僅具有多向分化潛能，而且還具有免疫調節功能，可抑制多種免 疫細胞的性能，調節免疫應答。

近年來，研究發現，來源于 MSCs 的外泌體（MSCs-Exo）具有與 MSCs 相似的組織損傷修復和再生功能。外泌體（exosome）是多種細胞分泌的膜外小囊泡，直 徑 30 ~ 200 nm，可以轉運核酸、脂質和蛋白質，參與細胞間的信息交流。

與 MSCs 相比，外泌體 用于臨床疾病的治療更加穩定，體內同種異體給藥后免疫排斥反應的可能性較低，并可為各種 疾病提供替代療法。MSCs-Exo 逐漸成為新的研究熱點。

腦卒中（stroke）俗稱中風，包括缺血性腦卒中（腦梗死）和出血性腦卒中（腦實質出血、腦室出血、蛛網膜下腔出血）。根據世界衛生組織定義，腦卒中指多種原因導致腦血管受損，局灶性（或整體）腦組織損害，引起臨床癥狀超過24小時或致死。具有發病率、致殘率、復發率和死亡率高的特點。腦卒中是中國居民第一位死亡原因。缺血性卒中占所有卒中的75%-90%，出血性卒中只占10-25%。

腦卒中患者具有高致死、致殘率及較高的發病 率，因此預防和治療十分重要。

研究發現，外泌體中的mRNA和microRNA(miRNA)可從一個細胞轉移到另一個細胞中，并在新的細胞中發揮功能。間充質干細胞來源外泌體可通過減輕炎癥反應并且促進血管新生和神經發生，從而有效促進腦卒中后身體功能的恢復。

近年來，隨著對外泌體研究的深入，已證實外泌體調控的細胞間信息交流過程也廣泛參與了腦血管系統的生理、病理過程，并在腦卒中疾病發生發展機制中扮演著重要的角色。

1.外泌體可用于治療腦卒中

體外模擬腦缺血微環境，采用腦缺血組織提取物刺激 MSCs 提取其外泌體，以此獲得的MSCs-Exo 含有多種神經源性和血管生成因子，可用于治療腦卒中。

2019年成均館大學醫學院中風轉化和干細胞研究實驗室等科研團隊在?Transl Stroke Res?.上發表了題為Application of Mesenchymal Stem Cell-Derived Extracellular Vesicles for Stroke: Biodistribution and MicroRNA Study（間充質干細胞來源的細胞外囊泡在中風中的應用：生物分布和 MicroRNA 研究）的研究報告。

該報告指出，間充質干細胞 (MSCs) 通過多種生物活性物質發揮其治療能力，包括梗塞組織中的營養因子、microRNA 和細胞外囊泡 (EVs)。

因此，研究人員假設 MSC 衍生的 EV (MSC-EV) 具有與 MSC 相似的治療分子。此外，鑒于它們作為納米級和脂質屏蔽顆粒的性質，MSC-EV 的靜脈輸注將優于 MSC，作為一種更安全的治療方法。

在這項研究中，研究人員研究了 MSC-EV 在大鼠中風模型中的生物分布、治療效果和作用方式。

MSC-EVs 在體內成功地刺激了神經發生和血管生成。與 MSC 治療組相比，MSC-EV 治療的大鼠表現出比對照組更大的行為改善 (p

研究人員使用熒光標記的 MSC-EV 和 MSC 進行的生物分布研究表明，梗死半球中 MSC-EV 的數量以劑量依賴性方式增加，并且在肺和肝臟中很少發現。

此外，與 fibro-EVs 相比，MSC-EVs 高度包含與神經發生和/或血管生成相關的各種蛋白質和 microRNAs (miRNAs)。

進一步分析了這些 miRNA，發現 miRNA-184 和 miRNA-210 分別對促進 MSC-EV 的神經發生和血管生成至關重要。MSC-EV 是用于中風治療的 MSC 的理想替代品，具有相似的藥用能力，但安全性更高，克服了干細胞治療中與細胞相關的限制。

2.不同細胞來源外泌體對腦卒中的治療作用

越來越多的研究發現，不同細胞來源的外泌體在治療腦卒中時發揮著重要作用。

如體內研究表明，脂肪干細胞（ADSCs）來源的外泌體促進 M2型小膠質細胞極化，顯著減少腦卒中梗死面積；體外研究表明，抑制自噬顯著降低缺氧誘導的炎癥反應，外泌體通過逆轉缺氧誘導的炎癥反應而更有效地抑制小膠質細胞極化至M1型。

研究發現，在大鼠短暫性大腦中動脈栓塞后立即注射M2小膠質細胞來源外泌體后，M1小膠質細胞減少，M2小膠質細胞增多，M2小膠質細胞來源外泌體治療組IL-1、腫瘤壞死因子-α表達低于對照組，IL-10和轉化生長因子-β表達高于對照組，提示M2小膠質細胞來源外泌體治療可抑制短暫性大腦 中動脈栓塞后的炎癥反應。

研究發現T2型糖尿病大鼠腦卒中后給予內皮細胞來源外泌體治療可增加T2型糖尿病卒中大鼠腦缺血區域血管密度、軸突和髓鞘密度，提示內皮細胞來源外泌體促進血管生成和軸突重塑。

間充質干細胞來源外泌體穿過血腦屏障對腦卒中發揮治療作用，運送內容物至靶細胞調節靶基因。

3.外泌體miRNA對腦卒中的作用?

研究表明，外泌體治療腦卒中具有顯著療效， 外泌體內容物具有復雜性和差異性等特點，miRNA 是外泌體主要內容物之一。miRNAs 參與細胞增殖、炎癥、氧化應激和凋亡等生理過程，同時一個miRNA可以靶向多個基因，一個基因被多個miRNA 靶向作用。

外泌體將所含miRNAs 轉移至受 體 細 胞 達 到 治 療 目 的 。如 MSC 來 源 的外泌體miRNA-17-92和miRNA-133b促進缺血性卒中后軸 突重塑和功能恢復。

神經元來源外泌體 miR132 已被報道為介導神經血管通訊的細胞間信號。最近的一項研究表明，創傷性腦損傷后小膠 質細胞來源外泌體miRNA-124增加，通過將miRNA-124轉移到神經元中，抑制神經元炎癥，促進軸突生長。

外泌體miRNA 對腦卒中起治療作用的有 miRNA-124、miRNA-126、miRNA-145、miRNA30d-5p、miRNA-133b 及 miRNA-17-92,起診斷作用的有miRNA-30a-5p 及 miRNA-98-3p 等，起預后評 估作用的有miRNA-134等。

總之，腦卒中后，外泌體在神經保護和神經功能修復這一系列過程中涉及到多種胞間信號通路的精密調控，神經血管單元的重建對神經功能修復有著舉足輕重的影響；外泌體通過胞間信號溝通，靶向調節多種胞間信號通路，在調節腦卒中后的神經功能恢復中，具有巨大潛能。