可扩展的EPSC诱导间充质干细胞外泌体平台：解决肺纤维化治疗瓶颈的新策略

本研究针对间充质干细胞外泌体(MSC-EVs)临床应用面临的供体变异性、低扩展性和质量不一致等关键问题，开发了基于扩展多能干细胞(EPSC)诱导间充质干细胞(iMSCs)的生物反应器规模化生产平台。通过整合悬浮培养系统和固定床生物反应器技术，实现了iMSCs的高效扩增和每日1.2×1013颗粒的外泌体稳定产出。在博来霉素诱导的小鼠肺纤维化模型中，iMSC-EVs展现出与原发性MSC-EVs相当的抗纤维化疗效，Ashcroft评分和支气管肺泡灌洗液蛋白水平显著降低。该研究为标准化、GMP兼容的EVs治疗产品生产提供了创新解决方案。

　　

在再生医学领域，间充质干细胞外泌体(MSC-EVs)因其免疫调节和组织修复能力被视为极具前景的无细胞治疗剂。然而传统MSC来源存在供体差异、扩增能力有限等瓶颈，严重制约了EVs的临床转化。更棘手的是，现有生产方法难以满足治疗所需的大规模、标准化EVs供应——这正是制约该技术从实验室走向临床应用的关键壁垒。

北京艾尔法医学科技有限公司(Allife Medicine Co., Ltd)的研究团队在《Stem Cell Research & Therapy》发表的研究中，创新性地将扩展多能干细胞(EPSC)技术与生物反应器工程相结合。他们首先通过化学重编程获得具有双向分化潜能的EPSCs，继而分化为诱导间充质干细胞(iMSCs)，并开发了基于可降解微载体的三维扩增系统和固定床生物反应器连续培养工艺。这种"干细胞工程+生物制造"的双轨策略，成功构建了日均产量达1.2×10¹³颗粒的标准化外泌体生产平台。

关键技术包括：(1)EPSC向iMSCs的定向分化体系建立；(2)5L规模生物反应器中的微载体扩增工艺；(3)固定床生物反应器连续收集系统；(4)切向流过滤纯化技术；(5)博来霉素诱导的小鼠肺纤维化模型验证。研究使用健康供体来源的脐带/脂肪间充质干细胞(UC-MSCs/ADSCs)作为对照。

iMSCs的生成与表型鉴定

通过形态学观察和流式细胞术证实，EPSC分化的iMSCs表达CD44、CD73等典型MSC标志物（>95%阳性率），且保持三系分化潜能。单细胞转录组分析显示其与UC-MSCs高度相似的基因表达谱，但具有更稳定的核型（传代至P16仍保持正常染色体）。

规模化扩增工艺优化

在125mL至5L生物反应器中，采用3D TableTrix?微载体实现7天内细胞数量增长50倍（5.75×10⁸细胞/批次）。代谢监测显示葡萄糖消耗与乳酸生成呈正相关（r=0.92），提示稳定的能量代谢状态。

外泌体生产与表征

固定床生物反应器实现连续14天培养，每日收获600-700mL条件培养基。纳米颗粒追踪显示iMSC-EVs粒径集中在70-80nm，电镜呈现典型杯状形态，Western blot检测到CD81、TSG101等外泌体标志蛋白，且不含内质网污染物Calnexin。

肺纤维化治疗验证

在博来霉素损伤模型中，雾化给药的iMSC-EVs使肺组织Ashcroft评分降低42%（p<0.01），与MSC-EVs组无统计学差异。支气管肺泡灌洗液蛋白浓度下降62%，组织学显示胶原沉积显著减少（Masson染色阳性区域减少55%）。

该研究首次证实EPSC来源的iMSCs能稳定生产治疗级外泌体，其规模化生产平台解决了传统方法批次差异大的痛点。特别值得注意的是，固定床生物反应器实现了>90%的细胞回收率，远超文献报道的65%水平。这些突破为慢性病（如特发性肺纤维化）需要长期EVs给药的临床需求提供了可行性方案。未来通过CRISPR等基因编辑技术，该平台还可进一步定制携带特定miRNA或表面靶向分子的工程化外泌体，拓展其在精准医疗中的应用前景。