间充质干细胞来源的小细胞外囊泡通过调控早期炎症促进急性梗阻性结肠吻合口损伤修复

【字体: 时间:2025年08月08日 来源:Stem Cell Research & Therapy 7.3

编辑推荐:

  本研究针对结肠吻合术后吻合口漏(AL)这一临床难题,创新性地采用间充质干细胞来源的小细胞外囊泡(MSC-sEVs)局部治疗急性肠梗阻导致的结肠吻合口损伤。通过大鼠模型证实MSC-sEVs能显著改善吻合口愈合,其机制主要是通过下调NF-κB、IL-17等炎症通路,减少M1型巨噬细胞和Th17细胞浸润,从而有效控制早期过度炎症反应。该研究为临床防治AL提供了新的治疗策略。

  

结肠切除吻合术是治疗结直肠疾病的重要术式,但术后高达8%的患者会发生吻合口漏(Anastomotic leakage, AL),导致死亡率增加5倍,住院时间延长,给患者和社会带来沉重负担。尽管已有多种预防措施,但AL发生率数十年来未见明显下降。传统观点认为AL主要与手术技术因素相关,但近年研究发现,过度炎症反应和肠道菌群失调等生物学因素在AL发生发展中起关键作用。特别是在急性肠梗阻情况下,肠道屏障破坏和菌群移位会加剧局部炎症,显著增加AL风险。如何调控这一病理过程成为亟待解决的临床问题。

香港中文大学医学院外科系上消化道及代谢外科分部的Zhiwei Dong等研究人员在《Stem Cell Research & Therapy》发表重要研究成果。研究团队创新性地采用间充质干细胞(Mesenchymal stem cells, MSCs)来源的小细胞外囊泡(small extracellular vesicles, sEVs)局部治疗急性肠梗阻导致的结肠吻合口损伤。MSC-sEVs具有与母细胞相似的生物学功能,但避免了细胞治疗潜在的致瘤性和伦理问题,且更易保存和标准化,是极具前景的治疗策略。

研究主要采用以下关键技术方法:建立大鼠急性肠梗阻模型和结肠吻合模型;通过纳米颗粒追踪分析和透射电镜鉴定MSC-sEVs特性;运用16S rRNA测序分析肠道菌群变化;采用多色免疫荧光染色检测免疫细胞浸润;结合RNA测序和Western blot分析关键信号通路。

研究结果部分:

"急性肠梗阻对结肠吻合口愈合的影响"显示,梗阻组术后第4天吻合口愈合评分显著差于假手术组(3.875±0.991 vs 2.250±0.886),且黏膜菌群多样性降低,致病菌Bacteroides vulgatus增多而有益菌Lactobacillus intestinalis减少,证实急性梗阻确实会损害吻合口早期愈合。

"MSC-sEVs给药增强结肠吻合口愈合"部分发现,MSC-sEVs治疗组术后第4天吻合口愈合显著改善,评分明显优于PBS对照组(2.375±0.916 vs 3.750±0.886)。组织学显示MSC-sEVs组上皮修复更好,杯状细胞数量更多,CD31+血管密度更高,细胞增殖增加而凋亡减少,但胶原沉积和羟脯氨酸含量两组无差异,说明MSC-sEVs主要促进早期愈合而非胶原重塑。

"MSC-sEVs有效减轻结肠吻合口炎症状态"部分通过转录组测序发现,MSC-sEVs组有142个基因上调和101个基因下调,主要富集于免疫反应和细胞外基质等通路。KEGG分析显示NF-κB、IL-17和TNF等促炎通路被抑制。实验证实MSC-sEVs能减少中性粒细胞浸润(髓过氧化物酶MPO+细胞减少),降低M1型巨噬细胞(CD68+iNOS+)数量,但对M2型巨噬细胞无影响。多色免疫荧光显示Th17细胞(CD3+CD4+IL-17A+)浸润减少,促炎因子IL-1β和TNF-α表达下降而抗炎因子IL-13升高,Western blot显示NF-κB p65磷酸化水平降低。

体外实验部分"MSC-sEVs抑制LPS诱导的M1型巨噬细胞极化和NF-κB通路激活"进一步验证,MSC-sEVs可显著降低LPS刺激的RAW264.7细胞中M1型巨噬细胞比例,减少TNF-α和IL-6分泌,抑制NF-κB通路活化。补充实验还发现MSC-sEVs能促进结肠上皮细胞增殖迁移和血管形成。

研究结论指出,急性肠梗阻会通过引起肠道菌群失调和过度炎症反应损害结肠吻合口早期愈合。MSC-sEVs局部治疗能显著改善这种情况,其机制主要是通过调控巨噬细胞极化和Th17细胞反应,抑制NF-κB等关键炎症通路,从而创造有利于组织修复的微环境。虽然MSC-sEVs对胶原沉积的直接影响有限,但通过控制早期炎症为后续愈合奠定了基础。该研究首次在肠梗阻背景下证实MSC-sEVs对结肠吻合口愈合的促进作用,为临床防治AL提供了新思路。

这项研究的创新价值在于:首次系统评估MSC-sEVs对梗阻性结肠吻合口损伤的治疗效果;阐明其通过免疫调节而非直接促进胶原沉积的作用机制;为MSC-sEVs的临床应用提供了实验依据。尽管仍需解决种属差异等问题,但该研究无疑为开发AL的新型防治策略指明了方向,具有重要的临床转化意义。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号