综述:细胞外囊泡作为心血管疾病诊断指标的研究现状与临床转化前景

【字体: 时间:2025年06月03日 来源:Journal of Cardiovascular Translational Research 2.4

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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(CVD)早期诊断中的前沿进展。文章重点探讨了EVs携带的蛋白质(如SRC、Cx43)、非编码RNA(miRNA-145/150/127等)及circRNA等生物标志物的诊断价值,分析了EVs从心肌细胞(CMEVs)、内皮细胞(EndoEVs)等释放的分子机制,并指出当前临床转化面临的分离技术瓶颈与多组学联合检测的发展方向。

  

细胞外囊泡与心血管疾病的关联

作为全球主要致死病因,心血管疾病(CVD)的早期诊断面临重大挑战。近年研究发现,直径30-2000nm的细胞外囊泡(EVs)通过携带蛋白质、miRNA等活性分子,在心血管病理过程中扮演关键角色。

心肌细胞来源EVs(CMEVs) 不仅参与心脏发育调控——如携带胰岛素样生长因子-1(IGF-1)和成纤维细胞生长因子-2(FGF-2)促进心肌细胞存活,还在心肌损伤修复中发挥作用。实验显示,小鼠心肌梗死后CMEVs中的miR-21-5p可通过ERK1/2-p38/MAPK通路激活心肌细胞增殖,而miR-208a的上调则与心脏纤维化密切相关。

内皮细胞来源EVs(EndoEVs) 通过血管内皮生长因子(VEGF)等分子调控血管稳态。高血糖环境下,EndoEVs中的TGF-β1 mRNA可激活心脏成纤维细胞;低氧条件则促使miR-210-3p表达升高,加速平滑肌细胞增殖。

血小板来源EVs(PlatEVs) 富含P-选择素等黏附分子,既能促进生理性凝血,又通过调控CD36表达抑制泡沫细胞形成。而免疫细胞EVs的表现更为复杂:巨噬细胞M1型分泌含miR-155的EVs会抑制血管新生,M2型则通过miR-132-3p促进血管修复。

EV生物标志物的诊断价值

缺血性心脏病诊断
在ST段抬高型心肌梗死(STEMI)患者EVs中,糖蛋白IIb(GPIIb)和髓鞘蛋白1(PLP1)能有效区分合并院外心脏骤停(OHCA)的危重病例。质谱分析发现,酪氨酸激酶SRC在严重冠状动脉狭窄患者EVs中显著高表达,而连接蛋白43(Cx43)水平降低可能反映心脏自我保护机制。微小RNA标志物如miR-145/150/127联合检测对不稳定心绞痛诊断AUC达0.899。

心律失常诊断
心房颤动(AF)患者血清EVs中,补体系统蛋白(C5/C7/C8)表达谱特征明显。非编码RNA标志物LOC107986997(lncRNA)及其调控的钙离子跨膜运输通路与AF发生密切相关。值得注意的是,miR-483-5p在EVs中的独立诊断价值已获队列研究验证。

心肌病与心力衰竭
扩张型心肌病(DCM)患者EVs中纤维蛋白原链、载脂蛋白等蛋白质组特征显著。急性心衰患者血清EVs的miR-92b-5p检测特异性达85.3%,而10种miRNA(miR-148a-3p等)联合模型可精准区分慢性心衰亚型。

临床转化挑战与前景

当前EV诊断技术面临三大瓶颈:传统超速离心法效率低下、血浆样本来源局限、单标志物诊断效能不足。新兴解决方案包括:

  • 高效分离技术:凝集素诱导聚集策略使EV捕获率达90%,水两相系统(ATPS)结合涡流技术回收率超80%
  • 多组学联合:胰腺癌研究中,EVs蛋白质(CD63/GPC-1)与RNA(U6/miR-10b)六联检诊断准确率达92.9%
  • 替代样本开发:唾液EVs已证实含ADRB2、ALOX5等创伤性脑损伤标志物,其无创特性尤其适合心血管疾病筛查

未来需开展多中心临床研究验证EV标志物的动态变化规律。目前唯一注册的临床试验(NCT04127591)正探索心肌梗死患者EVs miRNA特征,这标志着EV诊断技术向临床转化迈出关键一步。

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