miR-145封装的小细胞外囊泡通过下调Fascin肌动蛋白捆绑蛋白1表达抑制结直肠癌进展

本研究针对基因治疗中药物降解的挑战，开发了一种基于人脐带间充质干细胞(hucMSCs)来源的小细胞外囊泡(sEVs)的生物活性纳米复合物，用于递送肿瘤抑制因子miR-145和铒掺杂稀土纳米颗粒(ErNPs)。通过声波处理和电穿孔联合技术实现高效载药，证实miR-145@sEVs能显著抑制结直肠癌(CRC)进展，其机制是通过靶向下调FSCN1表达。该研究为基因治疗提供了兼具实时近红外二区(NIR-II)荧光追踪和高效抑瘤功能的新型递送系统，具有重要临床转化价值。

　　

结直肠癌(CRC)作为全球高发恶性肿瘤，传统治疗手段面临药物耐药性和毒副作用等瓶颈。基因治疗虽展现出潜力，但核酸药物的体内递送效率和稳定性仍是重大挑战。微小RNA(miRNA)作为基因调控的关键分子，miR-145已被证实具有抑癌作用，但其在CRC中的具体作用机制及递送技术亟待突破。

江苏大学附属医院等机构的研究团队在《Stem Cell Research》发表研究，创新性地利用人脐带间充质干细胞(hucMSCs)来源的小细胞外囊泡(sEVs)作为载体，结合声波处理和电穿孔技术高效封装miR-145，并整合铒掺杂稀土纳米颗粒(ErNPs)实现NIR-II窗口的实时荧光追踪。研究通过62例临床样本验证了miR-145/FSCN1轴在CRC中的调控作用，并在异种移植小鼠模型中证实该递送系统能显著抑制肿瘤生长。

关键技术包括：从62例CRC患者组织中分离配对癌/癌旁样本进行qRT-PCR分析；通过声波处理+电穿孔实现miR-145在sEVs的高效装载；采用透射电镜(TEM)和纳米颗粒追踪分析(NTA)表征囊泡特性；利用双荧光素酶报告基因验证miR-145与FSCN1的靶向关系；建立HCT116细胞移植瘤模型进行体内药效评价；通过NIR-II成像系统监测sEVs的体内分布。

研究结果

Validation of miR-145 expression and its gene targets
临床样本显示CRC组织中miR-145表达显著低于癌旁组织。数据库交叉分析确定FSCN1为miR-145首要靶点，双荧光素酶实验证实二者直接相互作用。

Preparation and characterization of miRNA@sEVs
声波处理联合电穿孔使miR-145装载效率提升5.9倍。TEM显示sEVs保持完整杯状结构，粒径(157.6±1.5)nm。Western blot证实载药后仍表达CD9/TSG101等标志蛋白。

In vivo profiles of miRNA@sEVs
NIR-II成像显示sEVs血液循环半衰期约4小时，8小时达肿瘤蓄积峰值。主要分布在肝脾，肿瘤部位蓄积占肝脏的15-20%。

The therapeutic effect of miRNA@sEVs in murine models
治疗组肿瘤体积抑制达74.1%，FSCN1蛋白表达下调至44.8%。血液生化指标未见异常，证实系统安全性。

讨论与意义
该研究首次实现miR-145的sEVs高效装载与NIR-II实时追踪双重突破。通过明确miR-145/FSCN1分子轴的作用机制，为CRC靶向治疗提供新策略。hucMSCs来源的sEVs展现出优越的生物相容性和肿瘤靶向性，其4小时的血循环半衰期和20%的肿瘤蓄积率显著优于合成载体。研究建立的"声波-电穿孔"联合载药技术可推广至其他核酸药物递送系统，而ErNPs提供的1540 nm发射波长突破了传统成像的组织穿透限制。这种将基因治疗与先进影像技术结合的策略，为肿瘤精准医疗开辟了新途径。