骨髓间充质干细胞来源的细胞外囊泡通过剂量依赖性调控TGF-β1/Smad通路和MMP/TIMP平衡发挥抗肺纤维化作用

特发性肺纤维化(IPF)缺乏有效治疗手段，本研究创新性评估骨髓间充质干细胞来源的细胞外囊泡(BM-MSC-EVs)在TGF-β1刺激的人肌成纤维细胞和博来霉素(BLM)诱导小鼠模型中的抗纤维化效应。研究发现低剂量BM-MSC-EVs通过抑制TGF-β1/Smad信号、调节MMP-2:TIMP-2和MMP-9:TIMP-1平衡，显著改善纤维化指标，但对晚期IPF患者来源细胞效果有限，为早期IPF治疗提供了新策略。

　　

肺纤维化是一种致命的进行性疾病，其中特发性肺纤维化(IPF)因其不可逆的肺功能下降和缺乏有效治疗手段而备受关注。尽管FDA已批准吡非尼酮和尼达尼布等抗纤维化药物，但这些药物仅能延缓疾病进展，无法逆转已形成的纤维化病变。更令人担忧的是，IPF患者确诊后的中位生存期仅3-5年。在这种严峻的医疗需求背景下，寻找能够真正逆转纤维化的新型疗法成为当务之急。

近年来，间充质干细胞(MSCs)因其抗纤维化潜力成为研究热点，但其临床应用面临细胞存活率低、移植效率差等挑战。这促使科学家将目光转向MSCs分泌的细胞外囊泡(EVs)——这些纳米级膜泡携带母细胞的治疗性物质，却规避了细胞治疗的风险。然而，EVs在IPF治疗中的具体作用机制、最佳剂量范围以及对不同疾病阶段的疗效差异仍不明确。

Monash University的研究团队在《Biomedicine》发表的重要研究，系统评估了人骨髓MSC来源EVs(BM-MSC-EVs)在体外和体内模型中的抗纤维化效应。研究人员采用TGF-β1刺激的人皮肤肌成纤维细胞(HDMFs)、非IPF和IPF患者来源的肺肌成纤维细胞(HLMFs)构建体外模型，同时建立BLM诱导的小鼠肺纤维化模型。通过Western blot检测α-SMA、胶原I、TGF-β1、pSmad2和Smad7等蛋白表达，明胶酶谱法分析MMP-2/9活性，Masson染色评估肺组织纤维化程度，并结合肺功能检测综合评价治疗效果。

研究结果显示，在TGF-β1刺激的HDMFs中，1×10⁷-1×10⁸ BM-MSC-EVs通过显著抑制TIMP-2表达，使MMP-2:TIMP-2比值提高3.5倍，同时完全抑制α-SMA表达。在非IPF患者来源的HLMFs中，最低剂量(1×10⁶ EVs)即能完全阻断肌成纤维细胞分化，并使MMP-9:TIMP-1比值提升3.6倍。值得注意的是，这种效应呈现明显的"反剂量依赖性"——剂量越低，疗效越显著。

在BLM诱导的小鼠模型中，2.5×10⁸ BM-MSC-EVs治疗7天使肺纤维化面积减少50%，动态肺顺应性完全恢复，同时显著降低肺组织TGF-β1表达(3倍)和pSmad2水平，上调Smad7表达。机制上，EVs通过促进MMP-9活性，使MMP-9:TIMP-1比值恢复正常，从而促进细胞外基质降解。

然而，研究也发现BM-MSC-EVs对IPF患者来源的HLMFs几乎无治疗效果。研究人员分析这可能与晚期IPF患者体内持续高水平的TGF-β1和细胞衰老微环境有关，这些因素可能使肌成纤维细胞对EVs的治疗产生抵抗。

该研究首次系统阐明BM-MSC-EVs通过"反剂量依赖"方式调控TGF-β1/Smad通路和MMP/TIMP平衡发挥抗纤维化作用，为早期IPF治疗提供了新思路。研究同时指出，EVs疗法可能对晚期纤维化患者效果有限，这提示临床转化时需要精准把握治疗时机。未来研究可进一步优化EVs的制备工艺和给药方案，并探索与其他抗纤维化药物的联合治疗策略。