Fe3O4-聚多巴胺纳米颗粒增强间充质干细胞治疗肺纤维化的疗效与机制研究

研究人员针对肺纤维化（PF）治疗中间充质干细胞（MSC）肺滞留时间短的问题，创新性地将Fe3O4@PDA纳米颗粒与MSC结合，通过外磁场引导靶向递送。研究发现，该策略显著提升MSC的归巢能力，激活MAPK/AKT等通路，有效减轻小鼠模型肺纤维化并降低炎症因子表达，为优化细胞治疗提供了新思路。

　　

肺纤维化（PF）是一种以不可逆肺组织瘢痕形成为特征的致命性疾病，患者五年生存率不足30%。当前临床药物仅能延缓病程，而间充质干细胞（MSC）虽具抗炎和修复潜能，却因静脉注射后肺滞留率低导致疗效受限。吉林大学的研究团队在《Materials Today Bio》发表研究，提出通过Fe₃O₄-聚多巴胺（PDA）纳米颗粒磁化MSC，并借助外磁场精准导航至损伤部位，开创了增强细胞治疗的新范式。

研究采用透射电镜表征纳米颗粒特性，通过普鲁士蓝染色和ICP-OES定量细胞铁含量，结合Transwell实验验证MSC迁移能力提升。体内实验以博来霉素（BLM）诱导PF小鼠模型，通过组织染色、RNA测序和多重免疫荧光分析疗效。

3.1 磁化MSC的构建与表征
Fe₃O₄@PDA纳米颗粒（直径119.7 nm）被MSC高效内化且无细胞毒性，同时上调CXCR4和连接蛋白43（Cx43）表达，激活MAPK/AKT通路，使MSC迁移能力提升2倍。

3.2 逆转EMT进程
在TGF-β诱导的肺泡上皮细胞（A549）模型中，磁化MSC显著抑制间质标志物CDH2和波形蛋白（vimentin），恢复上皮标志物CDH1表达，证实其逆转上皮-间质转化（EMT）的能力。

3.3 磁靶向效应验证
活体成像显示，外磁场使磁化MSC在肺部的富集量较普通MSC提高3倍，普鲁士蓝染色证实纳米颗粒定向沉积于肺组织。

3.4 显著改善PF病理
治疗28天后，磁化MSC组小鼠胶原沉积减少60%，羟基脯氨酸含量下降45%，且α-SMA表达抑制效果优于传统MSC治疗。RNA测序揭示该疗法通过调控ECM-受体互作、黏着斑和TGF-β通路发挥作用。

结论与意义
该研究首次证实Fe₃O₄@PDA磁化技术可双重优化MSC治疗：物理层面增强靶向性，分子层面激活修复相关通路。尤其值得注意的是，磁化MSC通过Rap1信号通路促进白细胞跨内皮迁移，这为PF免疫调控提供了新靶点。相比现有临床方案，该方法将治疗精度提升至细胞水平，且未增加肝肾毒性，为推进PF的临床转化提供了关键技术支撑。