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中国医学科学院基础医学研究所赵春华教授团队发文:经鼻递送工程细胞外囊泡促进创伤性脑损伤的神经功能恢复




中国医学科学院基础医学研究所赵春华教授团队发表鼻内递送工程化细胞外囊泡治疗创伤性脑损伤的研究成果。






论文摘要

2025年3月,中国医学科学院基础医学研究所赵春华教授团队在期刊《Journal of Nanobiotechnology》(IF:10.6)在线发表题为:Intranasal delivery of engineered extracellular vesicles promotes neurofunctional recovery in traumatic brain injury 的高水平研究论文。



研究亮点

创伤性脑损伤(TBI)是成年人残疾的主要原因,严重影响患者的生活质量。来源于人脂肪间充质干细胞(hADSC)的细胞外囊泡(EV)在TBI治疗中显示出治疗潜力。然而,它们的靶向能力有限、半衰期短、生物利用度低,给临床应用带来了重大挑战。


在这项研究中,我们通过用慢病毒转染hADSC并掺入超小顺磁性纳米颗粒(USPN)来改造细胞外囊泡(EEV),从而产生具有增强miRNA表达和靶向递送能力的EV。这些EEV通过鼻内给药专门针对损伤部位,有效调节NF-κB信号通路以抑制神经炎症。在体外和体内评估中,与未修饰的EV相比,EEV在促进脑损伤后的神经功能恢复和神经发生方面表现出更优的疗效。


此外,使用人脑类器官模型的验证证实了EEV抑制神经炎症的显著能力,为TBI治疗提供了一种有前景的策略。



创新点

1. 通过鼻腔给药途径递送工程化细胞外囊泡(EEV),有效绕过血脑屏障,实现非侵入性脑部给药。


2. 利用超小顺磁性纳米颗粒(USPN)增强EEV的靶向能力,使其精准定位到脑损伤部位。


3. 通过高通量测序鉴定出能够靶向NF-κB信号通路并抑制神经炎症的关键miRNA(hsa-miR-21-5p、hsa-miR-29a-3p、hsa-miR-146a-5p)。


4. 在体内外实验中验证了EEV通过抑制NF-κB信号通路显著减轻神经炎症并促进神经功能恢复。


5. 利用人类大脑类器官模型进一步证实了EEV的抗炎效果,为临床转化提供了有力证据。



文献精读

Q1:本文中工程化细胞外囊泡(EEV)是如何增强靶向能力的?

A:EEV通过整合超小顺磁性纳米颗粒(USPN)来增强靶向能力。研究人员将USPN添加到hADSC(人脂肪来源间充质干细胞)培养基中,使其被细胞摄取并整合到分泌的EV中。在体外和体内实验中,通过外部磁场引导,EEV能够精准定位到脑损伤部位,显著提高了药物在损伤区域的积累效率,从而增强了治疗效果。

Q2:本文中鉴定出的miRNA如何抑制神经炎症?

A:研究人员通过高通量测序鉴定出三种miRNA(hsa-miR-21-5p、hsa-miR-29a-3p、hsa-miR-146a-5p),它们能够靶向NF-κB信号通路的关键蛋白,抑制其激活。这些miRNA通过减少促炎细胞因子(如IL-1β、IL-6、TNF-α等)的表达,降低小胶质细胞的激活水平,从而减轻神经炎症,促进神经功能恢复。

Q3:本文中使用的脑类器官模型有何作用?

A:脑类器官模型用于验证EEV在人体细胞环境中的抗炎效果。研究人员利用人类诱导多能干细胞(hiPSC)生成脑类器官,并建立LPS诱导的炎症模型。实验结果显示,EEV处理后的脑类器官中炎症细胞因子的表达显著降低,表明EEV具有强大的抗炎能力,为未来临床应用提供了重要的体外证据。



结果图





原文链接

原文链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40114197/


 
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