工程化细胞外囊泡靶向递送同步促进缺血肢体血管新生与肌肉再生的突破性研究

本研究针对严重肢体缺血(CLI)患者血管与肌肉再生需求，创新性地通过增强iMSCs(人诱导多能干细胞来源间充质干细胞)的N-cadherin介导细胞相互作用，成功制备出同时富含miR-126/21/296/182及PDGF-BB/VEGF/bFGF/HGF等多种促血管生成和促肌生成因子的工程化EVs(细胞外囊泡)，经血小板膜修饰靶向递送后，在小鼠模型中实现28天内完全恢复血流灌注并显著促进肌肉再生，为"无治疗选择"患者提供了全新解决方案。

　　

严重肢体缺血(CLI)作为外周动脉疾病的最严重表现形式，全球每年导致数百万患者面临截肢风险。当前血管重建手术仅适用于不足45%的患者，而干细胞疗法又受限于存活率低和安全风险。在这项发表于《Journal of Controlled Release》的研究中，美国国立卫生研究院资助的团队开创性地通过生物工程手段改造细胞外囊泡(EVs)，为这一临床难题提供了突破性解决方案。

研究团队采用两大创新策略：首先通过基质固定N-cadherin模拟肽(HAVDI)和RGD肽，发现增强N-cadherin介导的细胞相互作用可使iMSCs分泌的EVs中8种关键因子(miR-126/21/296/182及PDGF-BB/VEGF/bFGF/HGF)同步上调6-12倍；其次采用血小板膜修饰结合缺血归巢肽(CSTSMLKAC)实现精准靶向。关键技术包括：iMSCs培养体系优化、EVs分离纯化、肽功能化基质制备、流式细胞术分析、小鼠后肢缺血模型构建等。

【增强N-cadherin相互作用显著富集EVs中的血管生成和肌生成因子】
通过对比HAVDI肽(6.1×10^-8
mol/cm²
)和RGD肽修饰的基质，证明N-cadherin途径比整合素途径更有效促进促修复因子富集，其中miR-126上调达12.3倍，VEGF增加8.7倍。

【工程化EVs的体外验证】
在模拟CLI条件(1% O₂
)下，处理组EVs使内皮细胞迁移率提升3.2倍，成肌细胞存活率提高2.8倍，毛细血管样结构形成增加4.5倍。

【靶向治疗CLI动物模型】
静脉注射血小板膜伪装的EVs后，28天血流灌注完全恢复，肌肉纤维横截面积增加89%，炎症因子TNF-α水平降低72%。

该研究首次证实通过物理调控细胞微环境可定向改造EVs cargo组成，突破性地解决了多因子协同递送难题。Ting Zhong等研究者创建的"细胞工程-囊泡改造-靶向递送"一体化策略，不仅为CLI治疗提供新范式，更为其他缺血性疾病和退行性病变的EVs疗法开发奠定方法论基础。特别值得注意的是，采用患者特异性iPSC来源的iMSCs制备个性化EVs，在避免免疫排斥方面展现出独特优势，具有重大临床转化价值。