综述:细胞外囊泡在心血管疾病中的作用:病理生理机制、生物标志物和无细胞治疗策略

【字体: 时间:2025年05月06日 来源:Molecular Medicine 6

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  这篇综述系统阐述了细胞外囊泡(EVs)在心血管疾病(CVDs)中的双重角色:既是炎症和纤维化的病理介质,又是无细胞治疗的潜在载体。文章重点探讨了EVs携带的miRNA(如miR-21、miR-155)、circRNA和蛋白质通过调控cGAS-STING、PI3K/Akt等通路参与心肌梗死(MI)、动脉粥样硬化(AS)等疾病的机制,并展望了EVs作为生物标志物和工程化治疗工具的临床转化挑战。

  

细胞外囊泡:心血管疾病的“双面信使”

概述

细胞外囊泡(EVs)作为直径40-1000 nm的脂质双层膜结构,通过运输microRNA、蛋白质等生物活性分子介导细胞间通讯。在心血管疾病(CVDs)中,EVs如同精密的信息快递系统,既能加速疾病进展,又能促进组织修复。

EVs的生物发生与分类

EVs根据起源可分为外泌体(40-160 nm)和微泡(100-1000 nm)。外泌体通过多泡体(MVB)与质膜融合释放,携带CD63、HSP70等标志蛋白。有趣的是,氧化应激会刺激血管平滑肌细胞释放富含钙离子的EVs,这可能是缺血再灌注(I/R)损伤的关键诱因。

EVs在心肌梗死中的“善恶博弈”

致病作用

  • 心肌细胞(CMs)释放的EV-miR-208a通过靶向Dyrk2促进心脏成纤维细胞(CFs)增殖,加剧纤维化
  • M1巨噬细胞EV-miR-155通过抑制内皮细胞(ECs)一氧化氮合酶(NOS),阻碍血管新生

保护作用

  • 间充质干细胞(MSCs)EV-miR-486-5p通过MMP19-VEGFA通路促进血管再生
  • 心脏祖细胞(CPCs)EV携带的骨桥蛋白可刺激CMs增殖,改善心功能

缺血再灌注损伤中的EV调控

循环EV-miR-155-5p通过抑制E3泛素连接酶NEDD4,加剧线粒体损伤。而M2巨噬细胞EV-miR-148a则能抑制TXNIP介导的细胞焦亡,将梗死面积减少40%。

动脉粥样硬化的EV“交通网络”

  • 氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)刺激的巨噬细胞EV-miR-4532通过SP1上调VCAM-1
  • 血小板EV-miR-25-3p通过抑制Adam10减轻斑块炎症
  • 创新性EV递送平台(如血小板膜融合纳米颗粒)显著提升靶向性

心肌炎与心肌病的EV特征

病毒性心肌炎患者血清EV-miR-320通过PIK3R1/Akt/mTOR通路促进CMs凋亡。而在糖尿病心肌病中,ECs释放的EV-Mst1通过Daxx抑制自噬,加速心肌损伤。

临床转化挑战

当前EVs应用面临三大瓶颈:

  1. 超速离心法导致50%外泌体结构损伤
  2. 循环EV-miR-122在AS和肥胖心肌病中呈现相反表达模式
  3. 天然EVs的肝脏快速清除(半衰期<2小时)

未来展望

工程化EVs(如心脏靶向钛修饰EVs)和组合生物标志物(EV-miR-21+miR-126)可能是突破方向。值得注意的是,传统中药通心络通过EV-LncRNA ROR激活eNOS,为中西医结合治疗提供了新思路。

结语

从“疾病帮凶”到“治疗特洛伊木马”,EVs正在改写心血管诊疗范式。随着单细胞测序和微流控技术的发展,这个充满矛盾的纳米世界必将带来更多惊喜。

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