人脐带间充质干细胞外泌体通过miR-423-5p/ZBP1通路抑制急性肝衰竭中肝细胞焦亡的机制研究

本研究针对急性肝衰竭(ALF)治疗中肝细胞焦亡(pyroptosis)的关键病理机制，首次揭示了人脐带间充质干细胞(hucMSCs)来源的外泌体(hucMSCs-Exo)通过递送miR-423-5p靶向抑制ZBP1蛋白表达，显著减轻APAP/LPS诱导的肝细胞焦亡。研究通过体内外模型证实hucMSCs-Exo可降低caspase-1和GSDMD活性，为开发无细胞治疗策略提供新靶点，论文发表于《Human Cell》。

　　

急性肝衰竭(ALF)是一种死亡率高达80%的危重症，肝移植是唯一有效治疗手段但面临供体短缺困境。近年来，肝细胞焦亡(pyroptosis)——
一种由caspase-1介导的程序性细胞死亡方式——
被证实通过NLRP3炎症小体激活和GSDMD膜孔形成加剧肝损伤，成为治疗新靶点。尽管间充质干细胞(MSCs)移植显示出治疗潜力，但其作用机制尤其是对肝细胞焦亡的调控仍不明确。广州医科大学附属第五医院感染与肝病科联合华北理工大学公共卫生学院的研究团队在《Human Cell》发表论文，首次阐明hucMSCs来源外泌体通过miRNA调控网络抑制肝细胞焦亡的分子机制。

研究采用APAP诱导的ALF小鼠模型和LPS/ATP刺激的LO2人肝细胞模型，通过流式细胞术检测caspase-1活性，结合miRNA测序和双荧光素酶报告基因验证等关键技术。特别关注了临床样本来源的hucMSCs及其外泌体的生物学特性，通过透射电镜和NTA确认外泌体形态特征，使用Transwell共培养系统模拟细胞间通讯。

hucMSCs保护LPS诱导的ALF
通过H&E染色发现hucMSCs治疗显著减少肝组织中心静脉周围坏死灶和炎症浸润。血清检测显示ALT/AST水平降低50%以上(P<0.01)，炎症因子IL-1β、TNF-α等mRNA表达下调2-3倍，证实hucMSCs具有抗炎和肝保护作用。

hucMSCs抑制肝细胞焦亡
LPS/ATP刺激使LO2细胞出现典型焦亡形态——
细胞肿胀和气泡样突起，流式检测caspase-1/PI双阳性细胞达14.91%。hucMSCs共培养使焦亡细胞降至6.85%，Western blot显示cleaved caspase-1和GSDMD-NT蛋白表达显著抑制(P<0.001)。

外泌体表征与功能验证
分离的hucMSCs-Exo经TEM确认呈杯状结构(50-100nm)，NTA分析峰值粒径为83nm，WB检测到CD9/CD81标志蛋白。动物实验显示外泌体治疗使肝组织病理损伤减轻40%，体外实验证实10μg/mL外泌体可使焦亡细胞比例从16.43%降至5.93%。

miR-423-5p的核心调控作用
miRNA测序发现外泌体中miR-423-5p表达最显著(上调5.8倍)。过表达miR-423-5p使焦亡细胞降至4.85%，生物信息学预测其靶向ZBP1 3'UTR，双荧光素酶实验证实结合特异性(活性抑制62%)。ZBP1过表达可逆转miR-423-5p的保护作用，证实该通路的关键性。

这项研究首次揭示hucMSCs-Exo通过miR-423-5p/ZBP1轴调控肝细胞焦亡的新机制：外泌体递送的miR-423-5p直接抑制ZBP1表达，进而阻断caspase-1/GSDMD激活级联。该发现不仅为ALF提供潜在的无细胞治疗策略，还拓展了对干细胞外泌体miRNA调控网络的认识。特别值得注意的是，研究采用的临床级hucMSCs来源外泌体具有更好转化医学价值，其确定的miR-423-5p剂量效应关系(50nM最佳)为后续剂型开发奠定基础。未来研究可进一步探索工程化外泌体搭载miR-423-5p的靶向递送系统，推动该成果向临床转化。