人肺来源外泌体调控造血干细胞自我更新与移植效能的机制研究

本研究突破传统认知，发现肺源外泌体通过miRNA/蛋白调控网络增强造血干细胞（HSC）移植效能。印第安纳大学团队运用单细胞外泌体追踪技术结合多组学分析，揭示SAEC（small airway epithelial cells）外泌体通过特定分子通路改善HSC功能，为骨髓衰竭等疾病提供新干预策略。

　　

造血系统稳态维持是生命科学领域的核心命题，其中长期造血干细胞（long-term hematopoietic stem cells, LT-HSCs）因其独特的自我更新和分化能力被视为"生命之源"。传统观点认为骨髓微环境（bone marrow niche）是调控LT-HSCs稳态的唯一场所，但这一理论无法解释临床中肺病患者常伴随的造血功能异常现象。印第安纳大学医学院血液肿瘤学部（Division of Hematology/Oncology, Department of Medicine, Indiana University）的Sanam Rezaei Benam团队在《Molecular Therapy》发表的研究，首次揭示肺脏通过外泌体（exosome）介导的器官间通讯参与造血调控的全新机制。

研究团队建立三大技术体系：①单细胞外泌体示踪技术（single-cell exosomal tracking），追踪人原代小气道上皮细胞（SAEC）外泌体的体内归巢路径；②移植模型系统（含原代/继代移植实验），量化评估外泌体对HSC植入能力（engraftment）的影响；③多组学整合分析（单细胞RNA测序+外泌体miRNA谱+蛋白质组学），解析分子调控网络。

【外泌体功能验证】

通过移植实验证实SAEC外泌体处理组HSC的植入效率显著提升，二次移植仍保持优势，证明其增强LT-HSCs自我更新能力。

【分子机制解析】

多组学数据交叉分析发现：①外泌体携带特定miRNA（如miR-125a）通过抑制靶基因维持HSC静息态；②整合素蛋白（ITGA6等）介导外泌体-造血干细胞特异性结合；③Wnt/β-catenin通路激活是功能改善的关键。

【临床关联性】

在镰状细胞病（sickle cell disease）和骨髓衰竭模型中外泌体处理均显示出功能挽救效应，提示肺源性外泌体可作为改善HSC功能的治疗媒介。

该研究颠覆了造血调控的"骨髓中心论"，提出"肺-骨髓轴（lung-bone marrow axis）"新概念。其临床意义在于：①为造血干细胞体外扩增提供新型培养添加剂；②开发基于肺源外泌体的无细胞治疗策略；③揭示呼吸系统疾病继发造血异常的分子基础。研究建立的单细胞外泌体追踪技术平台，为器官间通讯研究提供了范式方法。