骨髓间充质干细胞外泌体通过调控AMPK/PGC-1α通路减轻心肌缺血再灌注损伤的机制研究

本研究针对心肌缺血再灌注(I/R)损伤的治疗难题，探索了骨髓间充质干细胞外泌体(BMSCs-Exo)通过激活AMPK/PGC-1α信号通路改善心肌线粒体功能的作用机制。实验证实BMSCs-Exo能显著缩小梗死面积、增强心脏功能，并通过转录组测序发现其通过调控AMPK/PGC-1α通路减轻氧化应激和线粒体功能障碍，为临床治疗提供了新靶点。

　　

心肌缺血再灌注损伤是急性心梗患者血运重建后的严重并发症，尽管及时恢复血流可挽救缺血心肌，但再灌注过程本身会引发钙超载、线粒体功能障碍、氧化应激等连锁反应，导致心肌细胞死亡和心功能恶化。当前临床缺乏有效干预手段，而间充质干细胞的旁分泌效应为这一难题提供了新思路。福建医科大学的研究团队在《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Basis of Disease》发表的研究，首次揭示了骨髓间充质干细胞外泌体(BMSCs-Exo)通过AMPK/PGC-1α通路保护心肌的作用机制。

研究采用大鼠心肌I/R模型和体外缺氧/复氧(H/R)模型，通过心肌内注射BMSCs-Exo，结合转录组测序、流式细胞术、Western blot等技术展开分析。实验使用SPF级SD大鼠构建模型，通过超声心动图评估心功能，TTC染色测定梗死面积，同时利用Compound C(AMPK抑制剂)和shRNA基因沉默技术验证通路机制。

Animal experimental protocol
实验严格遵循动物伦理规范，采用标准化I/R手术造模，通过结扎左前降支冠状动脉模拟临床缺血再灌注过程。

Results
研究发现BMSCs-Exo治疗组心肌收缩力显著增强，梗死面积减少41.7%。转录组分析显示AMPK/PGC-1α通路关键基因表达上调，体外实验证实BMSCs-Exo能降低活性氧(ROS)水平47%、改善线粒体膜电位。使用Compound C抑制AMPK后，PGC-1α及其下游蛋白表达被逆转，线粒体功能保护作用消失；而沉默PGC-1α不影响p-AMPK表达，证实AMPK位于该通路上游。

Discussion
研究创新性地揭示了BMSCs-Exo通过AMPK/PGC-1α轴维持心肌能量代谢平衡的作用：①激活AMPK抑制线粒体通透性转换孔(mPTP)开放；②上调PGC-1α增强抗氧化酶活性；③形成AMPK→PGC-1α正向调控环路。该发现不仅解释了外泌体改善线粒体功能的分子机制，还为开发无细胞治疗策略提供了理论依据。

Conclusion
该研究证实BMSCs-Exo能通过AMPK/PGC-1α通路减轻氧化应激和线粒体损伤，其效果与直接干细胞移植相当但避免了细胞移植风险。作者团队ZY、WY等指出，这一发现为临床转化提供了双重价值：既可开发外泌体制剂作为新型生物药物，也可将AMPK/PGC-1α作为小分子药物筛选靶点。研究获得福建省重大科技专项支持，相关技术已申请专利保护。