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文献解读：在间充质干细胞外泌体中过表达HIF-1α能通过提升血管再生能力增强心肌梗塞

中对心肌的保护

心肌梗塞是目前世界上导致住院和死亡的主要原因，供血不足会导致心肌细胞的功能

受损，进而导致心室衰竭，影响生活质量，增加死亡率。因此，近年来，人们开始有恢复微

血管，刺激血管再生的想法。血管再生术是以之前形成的血管为基础的新血管形成的一个过

程，但该方法在心肌梗塞中经常出现异常。使受损的血管恢复是治疗的首选方案。

利用间充质干细胞(MSCs)进行细胞治疗是一种有前途的替代治疗策略，骨髓中的间充质干细

胞会迅速动员到缺血的心脏部位促进血管生成和心脏修复。最近研究表明，间充质干细胞的

作用可能是通过细胞外囊泡(EV)发挥作用，这是一种外泌体，作为一个主要的亚型，已经

得到了很大的研究。外泌体是通过囊泡从胞浆中释放出来的纳米大小的颗粒，，一直都被认

为是细胞传播的重要媒介，通过在细胞间转移各种生物活性物质参与免疫调节，增殖，细胞

衰老和分化，活性物质有mRNAs、微RNA、蛋白质和脂质。尽管外泌体的应用在许多动物

模型中显示了良好的血管生成效果（如心肌梗死、伤口愈合和肢体缺血模型），但未修饰外

泌体仅表现为中等的治疗效率，还需要通过基因工程改造来提高。缺氧诱导因子1-(HIF-1)

被证明是缺氧反应基因表达中的一种关键转录调节因子，而且HIF-1调节许多基因的表达，

包括编码血管生成的细胞因子，如血管内皮生长因子(VEGF)，血小板衍生生长因子(PDGF)和

血管生成素1(Ang-1)。Li等人将能延迟降解的HIF-1型突变体转入缺血兔骨骼肌，观察到组

织灌注得到改善，侧支血管增多，毛细血管更具组织学可识别性。Gonzalez-King等人也证

明了在基质胶塞实验中外泌体过表达HIF-1α通过增强Notch配体Jagged1诱导血管生成。

然而，HIF-1-过表达的外泌体在缺血心脏中的血管生成作用机理尚不清楚。

苏州大学沈振亚课题组研究了MSC外泌体HIF-1α过表达对缺氧损伤的HUVECs和缺血

性心肌病的影响。结果表明外泌体能够提高缺氧损伤心肌细胞的迁移能力，血管生成和增值

能力。此外，HIF-1过表达的外泌体通过促进缺血边缘区新生血管的形成，对心肌梗死造成

的心脏损伤表现出强保护作用。

基本信息

题目：

HIF-1αoverexpressioninmesenchymalstemcell-derivedexosomesmediates

cardioprotectioninmyocardialinfarctionbyenhancedangiogenesis

期刊：StemCellResearchTherapy

影响因子：5.2

PMID

作者：

JiachengSun,HanShen,LianboShao,XiaomeiTeng,YueqiuChen,XuanLiu,ZiyingYang

*andZhenyaShen（沈振亚）

作者单位：苏州大学第一附属医院心血管外科心血管科学研究所

摘要：心肌梗死是一种严重的疾病，常伴有血管生成障碍，利用骨髓间充质干细胞（MSC）

衍生的外泌体的细胞治疗心肌梗死已经得到了广泛的研究，因为它们具有强烈的促血管生成

作用。基因修饰是增强外泌体治疗效果最常用的方法之一。该文主要研究了来自低氧诱导因

子1-(HIF-1-)修饰的间充质干细胞的外泌体的促血管生成和心脏保护作用。

结果分析

1．骨髓间充质干细胞和外泌体的特性研究

对大鼠骨髓间充质干细胞的形态和表面标志物进行了鉴定。第1代和第3代细胞为典型的梭

形。流式分析显示CD29、CD90、CD73和CD105呈阳性，而CD45和CD11b呈阴性。第3

代MSCs用于慢病毒感染，超过90%的MSCs被慢病毒成功转化。CCK-8检测证实慢病毒转

导不影响细胞活力。Westernblot证实MSCHIF-1α蛋白水平增加。同时，RT-qPCR表明，与

MSCNC的外泌体相比，MSCHIF-1α的HIF-1αmRNA水平增加了约19.75倍。

用超速离心法从MSCs中分离外泌体。纳米粒子追踪分析显示，外泌体的直径在50-200nm

之间，峰值为145.7nm。透射电镜图像显示均匀的形态和经典的杯状外体。分离的外泌体对

表面标记物CD63和