M2巨噬细胞外泌体miR-7683-3p通过激活PPARγ-LXRα-ABCG1通路促进血管平滑肌细胞源性泡沫细胞胆固醇外流以减轻动脉粥样硬化

本研究针对动脉粥样硬化中血管平滑肌细胞源性泡沫细胞(VSMC-FCs)胆固醇外流障碍导致的斑块坏死核心扩大问题，通过体内外实验证实M2巨噬细胞外泌体(M2-exos)及其关键效应分子miR-7683-3p能特异性靶向HOXA1基因，激活PPARγ-LXRα-ABCG1信号轴，显著增强VSMC-FCs的胆固醇外流能力，延缓动脉粥样硬化进展并增强斑块稳定性，为临床治疗提供了新策略。

　　

在动脉粥样硬化研究领域，斑块内泡沫细胞的持续形成和坏死核心的不断扩大一直是临床治疗的难点。传统研究主要聚焦于巨噬细胞源性泡沫细胞的脂质代谢调控，但近年研究发现，人类动脉粥样斑块中至少50%的泡沫细胞实际上来源于血管平滑肌细胞(VSMC)。更令人担忧的是，与巨噬细胞源性泡沫细胞相比，VSMC源性泡沫细胞(VSMC-FCs)的胆固醇外流能力存在显著缺陷，其ATP结合盒转运蛋白G1(ABCG1)和A1(ABCA1)的表达在晚期斑块中明显受损。这种缺陷即使长期使用他汀类药物也无法克服，成为临床难以逾越的治疗瓶颈。

面对这一挑战，研究人员将目光投向了具有抗炎和组织修复功能的M2型巨噬细胞。M2巨噬细胞来源的外泌体(M2-exos)作为细胞间通讯的重要媒介，在炎症相关疾病治疗中展现出广阔前景，但其对VSMC-FCs脂质代谢的调控作用及机制尚不明确。发表在《Journal of Nanobiotechnology》的研究工作正是针对这一科学问题展开了系统深入的研究。

研究人员首先通过对15例颈动脉内膜切除术患者的斑块组织进行分析，发现与早期斑块相比，晚期斑块中VSMC-FCs(CD45-α-SMA+)的比例显著增加，且其ABCG1和ABCA1的表达水平明显低于白细胞源性泡沫细胞(CD45+)。这一发现证实了VSMC-FCs在晚期动脉粥样硬化中的重要作用及其胆固醇外流能力的缺陷。

为探究M2-exos的治疗潜力，研究团队通过超速离心法从IL-4诱导的M2巨噬细胞上清中分离出外泌体，经透射电镜、纳米颗粒追踪分析和Western blot鉴定，确认获得了典型的外泌体群体，直径在60-120纳米之间，高表达TSG101、Alix和HSP70等外泌体标志蛋白，而不表达内质网标志蛋白Calnexin。

体外实验表明，M2-exos能够被VSMC有效内化，并显著抑制ox-LDL诱导的VSMC向泡沫细胞转化。通过Dil标记的ox-LDL摄取实验、油红O染色和细胞内总胆固醇含量测定，证实M2-exos处理显著降低了VSMC中的脂质沉积。机制研究发现，M2-exos通过上调PPARγ、LXRα和ABCG1的表达，激活了胆固醇外流通路。

通过miRNA测序分析，研究人员发现miR-7683-3p在M2-exos中显著富集。功能实验证明，miR-7683-3p模拟物能够产生与M2-exos类似的促进胆固醇外流的效果，而其抑制剂则逆转了这一效应。双荧光素酶报告实验证实miR-7683-3p直接靶向HOXA1基因的3'非翻译区，而HOXA1是PPARγ-LXRα-ABCG1通路的抑制因子。沉默HOXA1可模拟miR-7683-3p的作用，而同时沉默HOXA1则消除了miR-7683-3p和M2-exos对胆固醇外流通路的激活作用。

在ApoE^-/-小鼠模型中，尾静脉注射M2-exos显著减轻了动脉粥样硬化病变，减少了斑块面积和坏死核心区域，增加了纤维帽厚度和胶原含量，降低了斑块易损性。免疫荧光分析进一步证实，M2-exos处理降低了斑块中VSMC-FCs的比例，下调了HOXA1表达，同时上调了PPARγ-LXRα-ABCG1通路关键分子的表达。

临床样本分析显示，晚期人颈动脉斑块中HOXA1表达显著高于早期斑块，而动脉粥样硬化患者外周血中miR-7683-3p水平显著低于健康对照，提示miR-7683-3p可能作为动脉粥样硬化的潜在生物标志物。

本研究主要采用了以下关键技术方法：使用超速离心法分离鉴定M2巨噬细胞外泌体；建立血管平滑肌细胞源性泡沫细胞模型；通过miRNA测序分析外泌体miRNA表达谱；采用双荧光素酶报告系统验证miRNA与靶基因的相互作用；利用ApoE^-/-小鼠模型进行体内疗效评价；应用免疫荧光、Western blot等技术进行机制研究；收集15例临床颈动脉内膜切除术样本进行组织学分析。

M2-exos抑制SMCs源性泡沫细胞形成

通过体外实验发现，M2-exos处理能够逆转胆固醇负荷诱导的VSMC向巨噬细胞样表型的转化，显著抑制ox-LDL的摄取和细胞内脂质积累，同时上调PPARγ-LXRα-ABCG1通路关键蛋白的表达。

M2-exos在体内的分布及靶向性

体内分布实验显示，PKH67标记的M2-exos在尾静脉注射后能够特异性聚集在主动脉斑块部位，同时在肝脏、脾脏和肠道中也有分布，表明其具有良好的斑块靶向能力。

M2-exos抑制动脉粥样硬化进展

动物实验表明，M2-exos治疗显著减少了ApoE^-/-小鼠全主动脉的斑块面积，降低了主动脉根部斑块的坏死核心区域，增加了纤维帽厚度和胶原含量，改善了斑块稳定性。

M2-exos中miRNA表达谱分析

通过高通量miRNA测序发现，与M0-exos相比，M2-exos中有72个miRNA表达差异，其中14个上调，58个下调。GO和KEGG分析表明这些差异miRNA主要富集在脂质代谢过程和PPAR信号通路。

miR-7683-3p靶向HOXA1促进胆固醇外流

功能实验证实miR-7683-3p是M2-exos发挥抗动脉粥样硬化作用的关键效应分子，它通过直接靶向HOXA1基因的3'非翻译区，解除对PPARγ-LXRα-ABCG1通路的抑制，从而促进VSMC-FCs的胆固醇外流。

M2-exos下调动脉粥样硬化中HOXA1表达

临床样本和动物实验均证实，M2-exos处理能够显著降低斑块中HOXA1的表达，同时上调PPARγ-LXRα-ABCG1通路活性，这一效应在白细胞源性和非白细胞源性泡沫细胞中均得到验证。

本研究系统阐明了M2巨噬细胞来源外泌体通过递送miR-7683-3p靶向抑制HOXA1表达，激活PPARγ-LXRα-ABCG1信号轴，增强血管平滑肌细胞源性泡沫细胞胆固醇外流能力，从而延缓动脉粥样硬化进展的作用机制。这一发现不仅深化了对动脉粥样硬化发病机制的理解，而且为临床治疗提供了新的思路和策略。

研究的意义在于：首先，它将研究焦点从传统的巨噬细胞源性泡沫细胞扩展到了血管平滑肌细胞源性泡沫细胞，解决了该领域长期忽视的重要问题；其次，它发现了miR-7683-3p/HOXA1这一新的调控轴，为动脉粥样硬化的诊断和治疗提供了新的靶点；第三，它利用外泌体作为天然递送系统，为基于miRNA的疗法提供了新的实现路径。

值得注意的是，本研究也存在一些局限性，如外泌体的斑块靶向效率仍有优化空间，外泌体产量限制其临床转化应用，样本量相对较小等。未来研究需要进一步优化外泌体的靶向性，提高产量，扩大样本验证，并通过基因敲除动物模型深入探讨miR-7683-3p/HOXA1轴在动脉粥样硬化中的具体作用机制。

总体而言，这项研究为动脉粥样硬化的治疗提供了新的思路和策略，通过调控VSMC-FCs的脂质代谢，特别是增强其胆固醇外流能力，为临床干预动脉粥样硬化进展提供了潜在的治疗手段。M2-exos及其关键效应分子miR-7683-3p有望成为动脉粥样硬化治疗的新一代治疗剂，具有重要的临床转化价值。