脐带间充质干细胞来源的挤出纳米囊泡(UMSC eNVs)无致瘤性潜力及其分子机制研究

为解决间充质干细胞(MSCs)及其衍生物在临床转化中面临的致瘤性风险和生产效率问题，研究人员开展了脐带间充质干细胞来源的挤出纳米囊泡(UMSC eNVs)的致瘤性评估研究。通过对比肿瘤细胞来源的A549 eNVs，证实UMSC eNVs在体内外均未显示致瘤性，并通过miRNA测序发现其低风险与hsa-miR-21-5p_R+1等关键miRNA的差异表达相关。该研究为UMSC eNVs的临床应用提供了安全性依据，发表于《Bioactive Materials》。

　　

在再生医学领域，间充质干细胞(MSCs)及其分泌的细胞外囊泡(EVs)因其强大的组织修复能力备受瞩目。然而，这些"生物治疗明星"却面临两大难题：规模化生产瓶颈和潜在的致瘤性风险。就像一把双刃剑，MSCs既能促进伤口愈合，又可能助长肿瘤生长——这种矛盾特性让临床转化步履维艰。更棘手的是，天然EVs产量极低，20升培养液仅能提取1毫克，根本无法满足临床需求。

东莞人民医院的研究团队另辟蹊径，将目光投向一种新型纳米载体——挤出纳米囊泡(eNVs)。这种通过机械挤压法制备的"人工囊泡"，生产效率可达天然EVs的250倍，但关于其安全性的研究却近乎空白。研究人员选择脐带间充质干细胞(UMSC)作为"母细胞"，通过多级聚碳酸酯膜挤压(10μm→0.4μm)制备出直径约210nm的UMSC eNVs，并与肺癌细胞来源的A549 eNVs展开对照研究。

关键技术包括：机械挤出法制备eNVs、透射电镜(TEM)和纳米颗粒追踪分析(NTA)表征、肿瘤标志物(CA50/CEA/AFP)检测、miRNA测序和4D标记自由蛋白质组学分析。动物实验采用BALB/c小鼠和裸鼠模型，通过静脉和瘤内注射评估致瘤性。

研究结果揭示：

1. 制备与表征

   UMSC eNVs与A549 eNVs具有相似的杯状形态和粒径(210nm vs 216nm)，但蛋白质组分析显示UMSC eNVs缺失外泌体标志物CD9，提示需要建立eNVs特异性标记体系。脂质产量相当，但UMSC eNVs的蛋白质和RNA含量显著更高。

2. 正常小鼠中的致瘤性

   静脉注射UMSC eNVs三个月后，血清肿瘤标志物(CA50/CEA/AFP)水平与PBS组无差异，即使剂量升至10¹¹个/鼠仍安全。免疫组化显示肝脏(ARG1/CD10/MUC1)和肾脏(CK8/CK18)肿瘤标志物未见升高。体内分布显示eNVs主要富集于肝脏，24小时后代谢清除。

3. 荷瘤小鼠中的促瘤效应

   在A549肺癌和4T1乳腺癌模型中，瘤内注射UMSC eNVs未促进肿瘤生长，而A549 eNVs则显示潜在促瘤趋势。值得注意的是，UMSC eNVs在4T1模型中甚至表现出抑瘤倾向。

4. miRNA特征谱

   小RNA测序发现UMSC eNVs中促瘤miR-21-5p_R+1和miR-192-5p表达下调，抑瘤miR-143-3p和miR-146a-5p上调。KEGG分析显示这些差异miRNA富集于癌症通路、结直肠癌等信号网络。

5. 蛋白质组特征

   4D蛋白质组鉴定出UMSC eNVs特有蛋白主要参与肌细胞骨架形成，而A549 eNVs独特蛋白则与癌症中央碳代谢相关，从另一角度印证致瘤性差异。

这项研究首次系统评估了UMSC eNVs的致瘤风险，揭示其安全性源于特定的miRNA表达谱。不同于天然EVs的"黑箱"特性，机械挤出的eNVs可通过工艺调控实现标准化生产，且miR-143-3p等保护性分子的高表达为其"天然安全属性"提供了分子解释。该成果不仅为干细胞衍生疗法的安全性评估树立新标准，更为突破EVs生产瓶颈提供了可行方案——就像为再生医学装上了"安全阀"和"加速器"。未来研究可进一步探索eNVs的剂量效应窗口，并开发基于miRNA编辑的"安全性增强型"纳米囊泡。