CoCl2预处理的间充质基质细胞分泌的微囊泡通过Notch信号通路增强造血干细胞功能

本研究针对造血干细胞移植（HSCT）后造血重建缓慢的临床难题，创新性地利用缺氧模拟化合物CoCl2预处理间充质基质细胞（MSCs），发现其分泌的微囊泡（Co-MVs）能特异性富集Jagged-1 mRNA，通过激活Notch2/Hes1信号通路显著提升造血干/祖细胞（HSPCs）的静止性和自我更新能力。该研究为开发无细胞、成本效益高的HSCT增效方案提供了重要理论依据。

　　

在造血干细胞移植领域，快速实现造血重建始终是临床成功的核心挑战。由于骨髓微环境固有的低氧特性（1%-6% O₂），造血干细胞（HSCs）的维持与扩增高度依赖缺氧调控机制。然而当前体外扩增策略面临两大难题：一是细胞因子单独培养会导致干细胞分化耗竭；二是传统缺氧培养系统成本高昂且操作复杂。针对这些痛点，印度Symbiosis国际大学的研究团队在《Annals of Hematology》发表了突破性研究，揭示化学缺氧预处理MSCs分泌的微囊泡能显著增强HSCs功能。

研究团队采用差异化超速离心技术分离微囊泡（MVs）和外泌体（Exo），通过FE-SEM进行形态学表征，并运用流式细胞术分析造血干细胞表面标志物（Lin^-Sca-1⁺c-kit⁺）。通过定量PCR检测基因表达变化，采用免疫荧光验证蛋白定位，并借助体内移植实验（使用Busulfan清髓模型和GFP标记细胞）评估长期植入能力。

MVs和Exo体外扩增HSPCs

研究发现CoCl₂-MSCs衍生的Co-MVs和Co-Exo能显著提升长期造血干细胞（LT-HSCs，LKS CD34^-）比例，同时降低短期造血干细胞（ST-HSCs，LKS CD34⁺）数量。值得注意的是，总EVs会抑制细胞增殖，而Exo群体的绝对细胞数量显著高于MVs组。

Co-MVs增强HSPCs趋化迁移并调控分化

虽然各组LSK CXCR4⁺细胞比例无显著差异，但Co-MVs组表现出最强的SDF-1α趋化迁移能力。甲基纤维素克隆形成实验显示Co-MVs组粒-巨核系祖细胞（GEMM）和红系爆式集落（BFU-E）数量显著减少，证实其能延缓分化进程。

CoCl₂预处理诱导HSC支持基因表达

基因筛查发现CoCl₂-MSCs中Vegfa、Cxcr4、Scf和Jagl表达显著上调。特别值得注意的是，Jagged-1 mRNA选择性富集于Co-MVs中，而Hy-MVs中几乎检测不到该基因表达。

Co-MVs激活静止性和自我更新基因

Co-MVs处理的HSPCs显示Egr1/p21通路显著激活，同时Notch2/Hes1信号轴上调。自我更新相关基因Runx1、Foxo3和Dnmt1表达增强，而Hy-MVs组主要促进增殖基因Nfya表达。

体内功能验证

移植实验证实Co-MVs处理的HSPCs在受体骨髓中呈现最高植入率（16周时达42%），且能均衡重建髓系和淋巴系造血。尽管Hy-MVs组早期归巢能力较强，但长期植入效果显著低于Co-MVs组。

该研究首次揭示化学缺氧预处理能通过MVs介导的Jagged-1/Notch信号通路增强HSCs功能。相较于物理缺氧方案，CoCl₂预处理具有操作简便、成本低廉、效果持久等优势，其产生的Co-MVs不仅能维持HSCs静止态，还能促进长期多系造血重建。这种无细胞治疗策略规避了直接细胞移植的免疫风险，为优化造血干细胞移植方案提供了创新性解决方案，尤其适用于资源有限的临床环境。未来研究可进一步探索Co-MVs中特定miRNA与蛋白组分的协同作用机制，以及与其他信号通路（如Wnt/β-catenin）的交叉对话。