优化间充质基质细胞预刺激策略：定制化分泌组效应的关键突破

推荐：本研究针对间充质基质细胞(MSCs)分泌组疗效异质性问题，通过系统评估低氧(O2)、促炎因子和3D球体培养等预刺激策略对脂肪源性MSCs(ASCs)分泌组的影响。研究发现48小时低氧联合炎症刺激的3D培养可显著提升细胞外囊泡(EVs)产量并改变蛋白组成，2D低氧条件分泌组表现出68%的中性粒细胞抑制率。RNA测序揭示BMP-2/7等骨形成蛋白及神经生长因子(BDNF/GDNF)的特异性上调，为再生医学提供了可定制的无细胞治疗新策略。

　　

在再生医学领域，间充质基质细胞(MSCs)因其多向分化潜能和免疫调节特性备受关注。然而传统细胞治疗面临免疫排斥、致瘤风险等挑战，促使研究焦点转向其分泌组——包含生长因子、细胞外囊泡(EVs)等活性物质的"无细胞疗法"。但天然MSCs存在显著异质性，分泌组疗效波动大，如何通过可控预刺激获得特定治疗效果的定制化分泌组成为关键科学问题。

针对这一难题，来自Histocell的研究团队在《Biomedicine》发表研究，系统评估了低氧(5% O₂)、炎症因子(TNF-α/IFN-γ)和3D球体培养对脂肪源性MSCs(ASCs)分泌组的调控作用。研究采用qPCR、纳米颗粒追踪(NTA)、RNA测序和多重细胞因子分析等技术，重点分析了来自健康捐赠者腹部脂肪的MCB-HTC-22 LP01细胞系在2D/3D培养体系中的响应。

3.1 预刺激策略选择
通过IL-6、IL-10和IDO1基因表达谱筛选出5种最优条件，其中3D低氧炎症组IDO1表达量达对照组的15倍，预示强免疫抑制潜力。

3.2 ASCs分泌组表征
NTA显示3D低氧炎症组EVs浓度达1.53×10¹⁰ particles/mL，较2D对照组提升9.5倍，且平均粒径缩小20nm至146.8nm。BCA检测发现EVs数量激增未伴随总蛋白量增加，提示预刺激改变了分泌模式。

3.3 中性粒细胞抑制效应
2D低氧组分泌组表现出68%的中性粒细胞抑制率，显著高于其他组别，为炎症性疾病治疗提供了优选方案。

3.4 miRNA测序分析
WikiPathway富集显示3D低氧炎症组激活12条通路，包括"PD-1信号"和"IL-18调控"，而单纯低氧仅激活1条通路。骨形成蛋白BMP-2/7在3D组表达显著上调，预示骨再生潜力。

3.5 多重细胞因子检测
Olink检测验证了转录组结果：3D低氧组血管生成素-2(ANGPT2)表达提升4.8倍，而抗炎因子IL-10在所有组别均下调，揭示预刺激特异性调控规律。

该研究首次系统证明三维微环境协同低氧炎症刺激可定向优化MSCs分泌组功能。3D培养的物理约束与生化信号共同作用，使EVs产量提升近10倍且粒径更均一；2D低氧条件则更适合获得强免疫抑制型分泌组。BMPs和神经营养因子的特异性上调为骨缺损和神经退行性疾病提供了新治疗思路。研究建立的预刺激策略库，使临床人员可根据靶疾病特征(如骨再生需BMPs，自身免疫疾病需IDO1)选择最佳制备方案，推动了个性化无细胞治疗的标准化进程。