冻干凋亡囊泡通过修复DNA损伤和改善线粒体功能障碍治疗放射性肠炎

本研究针对放射性肠炎(RE)缺乏标准治疗方案的临床难题，中山大学研究团队创新性地采用脐带间充质干细胞来源的冻干凋亡囊泡(Lpl-apoVs)通过灌肠给药治疗小鼠RE模型。研究发现Lpl-apoVs可被肠上皮细胞(IECs)内化，通过转移PARP1、Ku70等DNA修复蛋白修复辐射诱导的DNA双链断裂，同时激活线粒体自噬(mitophagy)清除受损线粒体，协同改善肠道屏障功能和氧化应激。该研究为RE治疗提供了兼具DNA修复和线粒体质量控制功能的双靶点策略，发表于《Journal of Nanobiotechnology》。

　　

在肿瘤放射治疗领域，盆腔和腹部肿瘤患者中有5-55%会并发放射性肠炎(radiation enteritis, RE)，表现为肠道炎症、上皮屏障破坏和吸收功能障碍。这种并发症不仅导致患者腹痛、腹泻等痛苦症状，更可能因长期营养吸收障碍严重影响生活质量。当前临床主要采用氨基水杨酸类抗炎药和营养支持等对症治疗，但无法从根本上解决辐射导致的DNA损伤和线粒体功能障碍两大核心病理机制。随着精准医疗的发展，寻找能同时靶向DNA修复和细胞器质量控制的治疗策略，成为突破RE治疗瓶颈的关键科学问题。

中山大学附属口腔医院的研究团队基于前期发现——凋亡囊泡(apoVs)具有转移DNA修复蛋白的特性，创新性地将脐带间充质干细胞(MSCs)来源的apoVs进行冻干处理，开发出具有良好稳定性的Lpl-apoVs制剂。研究人员通过灌肠给药方式治疗30 Gy X射线诱导的小鼠RE模型，发现Lpl-apoVs能显著改善肠道病理损伤，其机制涉及DNA损伤修复和线粒体功能恢复的双重作用。该成果发表于《Journal of Nanobiotechnology》，为RE治疗提供了新型囊泡疗法。

关键技术方法包括：1) 采用星形孢菌素诱导MSCs凋亡后差速离心获取apoVs；2) 优化冻干保护剂配方(100 mM海藻糖+5%PVP-40)制备Lpl-apoVs；3) 通过纳米颗粒追踪分析(NTA)、超分辨显微镜(SIM)等技术表征囊泡特性；4) 建立10 Gy辐照的Caco-2细胞模型和30 Gy小鼠RE模型；5) 使用PARP抑制剂Olaparib和线粒体自噬抑制剂Mdivi-1进行机制验证。

冻干技术保持凋亡囊泡的生物活性和DNA修复能力

研究团队通过超分辨显微镜观察到冻干后的Lpl-apoVs仍保持完整膜结构，粒径分布(162.7±6.8 nm)与新鲜apoVs无显著差异。Western blot证实Lpl-apoVs保留了CD44、整合素α5等MSCs标志物，以及PARP1、Ku70等DNA修复蛋白。这些发现为冻干制剂的临床应用提供了质量保证。

Lpl-apoVs改善放射性肠炎的病理表型

动物实验显示，Lpl-apoVs治疗使辐射小鼠的结肠长度增加21.3%，体重损失减少67.5%。组织学分析表明，治疗组肠黏膜厚度恢复至正常水平的82.4%，杯状细胞数量增加2.1倍。免疫荧光显示紧密连接蛋白ZO-1和Occludin的表达量分别提升3.7倍和4.2倍，证实Lpl-apoVs能有效维护肠道屏障完整性。

DNA损伤修复与氧化应激缓解

在分子机制层面，Lpl-apoVs使辐射肠组织中的DNA损伤标志物γH2AX水平降低73.8%，氧化损伤产物8-OHdG减少81.2%。细胞实验证实，Lpl-apoVs内化后15分钟即可将细胞内ROS水平降低至对照组的58.4%，线粒体膜电位恢复率达正常组的89.7%。

线粒体自噬是治疗效应的必要条件

通过MitoTracker/LysoTracker共定位分析发现，Lpl-apoVs使线粒体-溶酶体共定位点增加4.3倍。当使用Mdivi-1抑制线粒体自噬时，Lpl-apoVs的DNA修复效应被削弱68.5%，紧密连接蛋白表达量下降至未治疗组水平。透射电镜观察到治疗组细胞内自噬体数量是辐射对照组的3.1倍。

这项研究首次阐明冻干凋亡囊泡通过"DNA修复-线粒体质量控制"双通路协同治疗放射性肠炎的机制。在转化医学层面，冻干技术解决了囊泡制剂稳定性差的产业化难题，灌肠给药方式实现了病灶靶向递送。该策略不仅为RE治疗提供了新选择，更为其他辐射损伤性疾病（如放射性肺炎、放射性皮炎）的治疗提供了范式参考。未来研究可进一步优化囊泡的工程化改造，探索其在不同类型辐射损伤中的普适性治疗价值。