基于小细胞外囊泡与脱细胞脂肪组织水凝胶构建的组织工程脂肪促进软组织再生

为解决软组织缺损修复中再生能力不足和纤维化问题，四川大学华西口腔医院研究人员创新性地将脂肪源性小细胞外囊泡(sEVs)与脱细胞脂肪组织水凝胶(DAT)结合，构建了sEVs@DAT无细胞治疗策略。研究发现sEV-WAT和sEV-BAT通过激活Senp2介导的ERK/AKT通路显著促进脂肪干细胞(ASCs)线粒体代谢和成脂分化，并在体内有效促进脂肪组织形成和血管化。该研究为软组织再生提供了具有转化潜力的新型无细胞疗法。

　　

软组织缺损修复一直是临床面临的重大挑战，传统脂肪移植存在吸收率高、纤维化等问题，而基于干细胞的疗法又面临免疫排斥和致瘤风险。近年来，脂肪组织来源的小细胞外囊泡(small extracellular vesicles, sEVs)因其具有促进组织再生的旁分泌效应且无细胞移植风险而备受关注。与此同时，脱细胞脂肪组织(decellularized adipose tissue, DAT)因其保留天然细胞外基质成分和诱导脂肪再生的能力，成为理想的生物支架材料。然而，如何将两者的优势有机结合，并阐明其作用机制，成为脂肪组织工程领域亟待解决的科学问题。

四川大学华西口腔医院的研究团队在《Materials 》发表的研究中，创新性地将白色脂肪组织来源sEV(sEV-WAT)和棕色脂肪组织来源sEV(sEV-BAT)与DAT水凝胶结合，构建了sEVs@DAT复合系统。研究人员首先通过超速离心法分离sEVs，并采用透射电镜、纳米颗粒追踪分析和Western blot进行表征；通过体外实验检测sEVs对ASCs线粒体功能和成脂分化的影响；利用碘克沙醇密度梯度离心结合mRNA微阵列分析筛选关键功能分子；最后建立小鼠皮下植入模型评估sEVs@DAT的体内再生效果。

3.1. Characterization of ASCs, sEV-WAT, and sEV-BAT
研究证实ASCs具有典型间充质干细胞特性，能向成脂和成骨方向分化。sEV-WAT和sEV-BAT均呈现典型囊泡结构，直径约100-200 nm，表达CD9、CD81和TSG101等标志蛋白，并能被ASCs有效摄取。

3.2. sEV-WAT and sEV-BAT promoted adipogenesis
sEVs处理显著增加ASCs脂滴积累（油红O染色阳性率提高2.1倍），上调PPARγ、CEBPα等成脂标志物表达。线粒体追踪显示sEVs使ASCs线粒体含量增加1.8倍，OCR检测证实其显著增强线粒体呼吸功能。

3.3. Characterization of DAT hydrogel
成功制备的DAT水凝胶具有三维纤维网络结构，DNA残留量低于50 ng/mg，支持细胞存活并能缓释sEVs（7天累计释放率达68%）。

3.4. sEV-WAT and sEV-BAT promoted neotissue formation in vivo
sEVs@DAT植入8周后，新生组织重量增加2.3倍，CD206⁺ M2型巨噬细胞比例显著升高，抗炎因子IL-10表达上调3.1倍，形成促再生微环境。

3.5. sEV-WAT and sEV-BAT induced adipose tissue regeneration in vivo
组织学分析显示sEVs组脂肪细胞面积增大2.8倍，毛细血管密度增加2.1倍，PPARγ和FABP4表达显著增强，证实其促进成熟脂肪组织形成。

3.6. mRNA expression profiles of sEV-WAT and sEV-BAT
转录组分析鉴定出173个共同高表达mRNA，其中Senp2、Srebf2和Igf2可能通过Wnt通路调控脂肪形成。

3.7. Knocking down Senp2 blunted sEVs-mediated adipogenesis of ASCs
通过siRNA敲低Senp2后，sEV-BAT促ASCs成脂分化能力降低57%，线粒体DNA含量减少42%，ERK/AKT磷酸化水平显著下降，证实Senp2是sEVs发挥作用的关键效应分子。

该研究首次系统阐明了脂肪组织sEVs通过Senp2-ERK/AKT轴调控线粒体代谢促进脂肪再生的分子机制，并创新性地将sEVs与DAT水凝胶结合，解决了sEVs体内递送和缓释难题。相较于传统细胞疗法，这种无细胞策略具有免疫原性低、标准化程度高、安全性好等优势，为临床软组织缺损修复提供了新思路。特别值得注意的是，研究发现棕色脂肪来源sEVs与白色脂肪sEVs具有相似的促再生能力，这为拓展脂肪组织来源的再生医学材料提供了重要依据。未来研究可进一步优化sEVs的工程化改造和DAT支架的理化特性，推动该技术向临床转化。