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急性心肌梗死（AMI）治疗中缺血 - 再灌注（I/R）损伤棘手。研究人员开展人脐带间充质干细胞来源外泌体（hUC - MSC - EXO）研究，发现 hUC - MSC - EXO 可减轻损伤、改善心功能，GJA1、HMGB1 和 PTEN 可能是关键基因，为临床治疗提供依据。
急性心肌梗死（AMI）如同心血管领域的 “定时炸弹”，时刻威胁着人们的生命健康。它是全球范围内导致发病和死亡的重要原因之一，属于冠状动脉疾病的严重类型。尽管当前针对 AMI 的治疗手段，如经皮冠状动脉介入、溶栓和冠状动脉搭桥等再灌注疗法和血管重建技术广泛应用，能在一定程度上减少心肌损伤、降低死亡率，但缺血 - 再灌注（I/R）损伤却成为了这些治疗方法的 “绊脚石”。I/R 损伤会加剧心肌损害，使许多患者即便初期干预成功，仍面临严重心肌损伤、心脏功能障碍和心力衰竭的风险。
目前，缓解心肌 I/R 损伤是改善 AMI 患者预后的关键，但现有的各种策略都未能研发出获批临床使用的药物。间充质干细胞（MSCs）曾被视为缓解心肌 I/R 损伤的希望之星，其中人脐带间充质干细胞（hUC - MSCs）因增殖能力强、获取方便且伦理争议小而备受关注。然而，MSCs 移植后细胞留存和存活率低，还有潜在致瘤风险，限制了其应用。外泌体（EXO）作为几乎所有细胞分泌的小细胞外囊泡，可传递生物活性分子影响靶细胞，近年来研究发现 hUC - MSC 来源的外泌体（hUC - MSC - EXO）能减轻 I/R 损伤、改善 AMI 后的心脏功能，不过其安全性、可行性和疗效数据仍有限，相关机制也未完全明晰。
为了深入探究 hUC - MSC - EXO 在 AMI 治疗中的潜力，首都医科大学附属北京安贞医院的研究人员开展了一系列研究。他们构建了人脐带间充质干细胞来源的工程化外泌体，通过在心肌细胞和大鼠模型中对比工程化外泌体在 I/R 过程中对心肌的短期和长期保护能力，并确定其长期安全性。同时，借助外泌体测序预测关键通路和基因。
研究结果令人振奋：
- hUC - MSCs 及工程化外泌体的特性：成功分离培养出 hUC - MSCs，其具有典型的 MSCs 特性。通过慢病毒转导构建了携带缺血心肌靶向肽（IMTP）的工程化外泌体（IMTP - EXO），并对其进行了有效鉴定。
- hUC - MSC - EXO 对心肌细胞的保护作用：在体外实验中，与 PBS 处理组相比，hUC - MSC - EXO 处理的缺氧损伤心肌细胞增殖能力增强、损伤减轻、凋亡率降低、细胞内和游离钙离子浓度下降、促炎因子减少，且人脐静脉内皮细胞（HUVECs）的管形成能力增加。
- hUC - MSC - EXO 在大鼠体内的疗效和安全性：在大鼠 I/R 模型中，短期实验表明，hUC - MSC - EXO 处理组心肌细胞凋亡减少、梗死面积减小、炎症浸润减轻、巨噬细胞极化改善、氧化应激和细胞损伤降低，其中 IMTP - EXO 效果最为显著。长期实验显示，hUC - MSC - EXO 治疗可改善心脏功能，减少心肌纤维化，促进动脉和毛细血管再生，且未发现致瘤性，IMTP - EXO 在改善心脏功能方面表现最为突出。
- IMTP - EXO 的摄取和分布：在缺氧复氧条件下，IMTP - EXO 比其他外泌体更易被心肌细胞摄取。在正常和 I/R 大鼠体内，IMTP - EXO 在心脏的积累更高，且在 I/R 大鼠心脏的梗死边界区和非梗死正常区荧光强度变化明显。
- 关键基因和信号通路：通过 RNA 测序和生物信息学分析，确定了与心肌 I/R 损伤相关的关键基因，如 GJA1、HMGB1 和 PTEN 等，这些基因参与调节细胞凋亡、坏死性凋亡、焦亡和铁死亡等过程，且主要涉及细胞凋亡和 PI3K - Akt 信号通路。
研究结论表明，hUC - MSC 来源的外泌体，尤其是 IMTP - EXO，在大鼠 MI 模型中具有安全、可行且有效的特点，能够逆转心室重构、改善心脏功能。GJA1、HMGB1 和 PTEN 可能是与心肌 I/R 损伤相关的关键基因。该研究首次全面分析了天然和工程化 hUC - MSC - EXO 对改善 AMI 后长期心脏功能的作用，为 hUC - MSC - EXO 疗法转化为临床应用提供了关键依据，有助于推动心血管疾病治疗领域的发展，为 AMI 患者带来新的希望。
研究人员开展此项研究时，主要运用了以下关键技术方法：首先，从健康足月孕妇的脐带中获取 hUC - MSCs 并进行培养和鉴定。之后构建大鼠 I/R 模型，将实验大鼠分组并给予不同处理。利用多种检测方法，如流式细胞术检测细胞表面标志物和凋亡水平、免疫荧光分析蛋白表达和细胞分布、ELISA 测定炎症因子水平、Western blot 检测蛋白表达，以及 RNA 测序和生物信息学分析筛选关键基因和通路等，对实验结果进行评估和分析。
