脂肪源干细胞外泌体递送miR-24-3p通过NLRP3/Caspase1/GSDMD通路缓解脓毒症急性肺损伤中巨噬细胞焦亡

《Stem Cell Research & Therapy》：MiR-24-3p delivered by adipose derived stem cells exosomes alleviate macrophage pyroptosis via NLRP3/Caspase1/GSDMD in sepsis ALI

本研究针对脓毒症诱发急性肺损伤（ALI）中巨噬细胞过度炎症与焦亡的关键病理环节，系统探讨了脂肪源干细胞外泌体（ADSCs-exo）的治疗潜力及机制。研究人员通过体外LPS刺激巨噬细胞模型及体内CLP诱导脓毒症小鼠模型，结合单细胞测序、双荧光素酶报告基因等技术，发现ADSCs-exo通过递送miR-24-3p靶向抑制NLRP3炎症小体活化，进而阻断Caspase1/GSDMD介导的焦亡通路，显著减轻肺组织炎症损伤并提高生存率。该研究为脓毒症ALI的靶向治疗提供了新策略，凸显了外泌体介导的miRNA传递在调控先天免疫中的临床应用前景。

脓毒症是一种危及生命的感染并发症，全球年发病数超过4890万，死亡率高达25%以上，其中急性肺损伤（ALI）是其最严重的并发症之一，约68.2%的脓毒症患者会发展为ALI，90天内死亡率可达35.5%。巨噬细胞过度活化及其介导的炎症级联反应是脓毒症ALI的核心病理环节，而焦亡（pyroptosis）作为一种新型程序性细胞死亡方式，通过NLRP3/Caspase1/GSDMD通路加剧炎症损伤，但目前针对该通路的治疗策略仍十分有限。

为解决这一难题，第四军医大学西京医院沈阔、王鹏等研究人员在《Stem Cell Research & Therapy》发表最新研究，系统探讨了脂肪源干细胞外泌体（ADSCs-exo）能否通过调控巨噬细胞焦亡缓解脓毒症ALI。研究团队首先通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析脓毒症患者外周血单核细胞（PBMCs），发现巨噬细胞数量显著减少且焦亡相关基因（如NLRP3、GSDMD、Casp1）高表达，提示焦亡是脓毒症中巨噬细胞耗竭的关键机制。

为验证ADSCs-exo的治疗潜力，研究人员从健康捐赠者脂肪组织分离ADSCs，并通过超速离心法提取外泌体。透射电镜、纳米颗粒追踪分析（NTA）及Western blot验证其典型杯状形态、粒径分布（平均105.7 nm）及标志蛋白（CD9/CD63/TSG101）表达。

体外实验中，LPS刺激的RAW264.7巨噬细胞模型显示，ADSCs-exo处理显著降低炎症因子（IL-1β、TNF-α、IL-6等）释放，并促进巨噬细胞向抗炎M2表型极化（CD206↑、iNOS↓）。进一步机制研究表明，ADSCs-exo抑制焦亡关键蛋白NLRP3、GSDMD及活化的Caspase1表达，扫描电镜可见细胞膜孔洞形成减少。通过NLRP3 siRNA抑制实验，证实ADSCs-exo的抗焦亡作用依赖于NLRP3下调。

深入机制探索发现，ADSCs-exo中富含miR-24-3p，双荧光素酶报告基因实验证实其可直接结合NLRP3的3'非翻译区（3'UTR）并抑制其转录。转染miR-24-3p模拟物可重现ADSCs-exo的抗焦亡效果，而抑制剂则逆转该作用。

在CLP诱导的脓毒症小鼠模型中，静脉注射ADSCs-exo（100 μg）可显著提升生存率（48小时死亡率从90%降至40%），减轻肺组织水肿、炎性细胞浸润及DNA损伤（8-OHdG↓）。免疫荧光及Western blot分析显示，肺组织及肺泡灌洗液巨噬细胞中NLRP3、Caspase1、GSDMD表达均被抑制，同时M1型巨噬细胞（iNOS⁺）比例下降，M2型（CD206⁺）比例上升。

本研究创新性揭示了ADSCs-exo通过递送miR-24-3p靶向抑制NLRP3/Caspase1/GSDMD轴，从而缓解巨噬细胞焦亡及脓毒症ALI的分子机制。该策略不仅为脓毒症相关肺损伤提供了新型治疗靶点，也拓展了干细胞外泌体在免疫调控中的应用价值。未来需进一步优化外泌体提取工艺并推动临床转化研究。