天然与增强型细胞外囊泡(EVs)制剂在多发性硬化(MS)动物模型中的疗效:一项涵盖临床评分、病理评分及炎症与髓鞘修复标志物的荟萃分析

《Biomolecules》:Effectiveness of Native and Enhanced Extracellular Vesicle Preparations Assessed in Animal Models of Multiple Sclerosis: A Meta-Analysis

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月06日 来源:Biomolecules 5.6

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  细胞外囊泡(extracellular vesicle, EV)制剂已成为多种炎症性或神经退行性中枢神经系统(central nervous system, CNS)疾病潜在有用的治疗工具。与间充质干细胞(mesenchymal stem cell, MSC)

细胞外囊泡(extracellular vesicle, EV)制剂已成为多种炎症性或神经退行性中枢神经系统(central nervous system, CNS)疾病潜在有用的治疗工具。与间充质干细胞(mesenchymal stem cell, MSC)制剂相比,其具有增强的血脑屏障(blood–brain barrier, BBB)通透性、进入受损脑组织的能力,以及更好的质量评估和给药选择。此类疗法可能特别有益的一个疾病是多发性硬化(multiple sclerosis, MS),这是一种自身免疫性疾病,可能由与某些病毒抗原的交叉反应触发,产生具有多个斑块状病灶的广泛脱髓鞘脑脊髓炎。已开发出多种MS动物模型,包括通过注射髓鞘少突胶质细胞糖蛋白(myelin oligodendrocyte glycoprotein, MOG)35–55诱导的实验性自身免疫性脑脊髓炎(experimental autoimmune encephalomyelitis, EAE)、接种Theiler小鼠脑脊髓炎病毒(Theiler’s murine encephalomyelitis virus, TMEV)以及Cuprizone模型。通过文献检索,研究人员检索到24项在啮齿动物(大鼠或小鼠)MS模型中进行治疗性给予天然或增强型EV制剂、适合本荟萃分析的实验研究。研究人员发现,实验组与对照组之间在临床评分(标准化至0–5量表)(?1.21,95%置信区间(confidence interval, CI)[?1.49,?0.93](天然EVs);?1.67,CI [?2.28,?1.05](增强型EVs))、炎症和脱髓鞘病理评分,以及若干炎症和髓鞘修复分子标志物方面存在统计学显著均数差。这些结果指出,需要将使用此类MS动物模型获得的令人鼓舞的初步结果向临床转化。
1. Introduction
多发性硬化(MS)是一种脑和脊髓脱髓鞘疾病,形成多发性斑块状病灶并导致胶质瘢痕。其被认为是一种自身免疫性疾病,由未知刺激在遗传和环境因素背景下触发;病毒感染后与自身抗原交叉反应可能是最合理机制,EBV的EBNA1与GlialCAM交叉反应,HLA变异等参与多基因易感性。CNS反应性T细胞与自身抗原接触后激活,引起单核/巨噬细胞浸润和小胶质细胞募集,导致脱髓鞘、轴突损伤和丢失,致脑炎性T细胞-小胶质细胞交互加剧该过程。MS动物模型包括注射MOG35–55诱导的EAE、TMEV脑内接种、Cuprizone(CPZ)毒性脱髓鞘模型及LPC/溴化乙锭直接注射。当前疾病修正治疗(disease-modifying therapies, DMTs)可控制炎症活动,但促髓鞘再生和修复已建立CNS损伤的能力有限。间充质干细胞(mesenchymal stem cells, MSCs)具有自我更新、增殖和分化能力,来源包括骨髓、脐带、脂肪等,标志物CD73、CD90、CD105等阳性,CD34、CD45等阴性;MSCs通过抗炎、抗凋亡和再生机制发挥作用。细胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)为细胞释放的膜性颗粒,包括exomeres、exosomes、microvesicles和凋亡小体,MSC-EV可复制亲本MSC的旁分泌效应。增强策略包括预处理、基因修饰、货物富集和表面工程。既往系统综述和荟萃分析支持MSC-EV,但本研究更新并扩展至其他来源和增强EV,并纳入炎症和髓鞘再生标志物。

2. Materials and Methods
研究按PRISMA和PROSPERO进行。2.1 Search Strategy:检索PubMed、Web of Science(WoS)和Scopus,使用相应关键词组合,并补充相似文章或引用文章。2.2 Study Selection:纳入原始文章、EV治疗、体内鼠/大鼠MS模型、定量数据;排除预防性给药、体外给药、仅免疫组化(IHC)免疫表型、非CNS免疫细胞、无阳性对照、无变异度量、动物数量不透明及非鼠/大鼠研究。2.3 Data Extraction:提取临床评分、炎症和脱髓鞘病理评分、少突胶质前体细胞(OPCs)或少突胶质细胞分化标志物PDGFRα、Olig2、PLP、髓鞘碱性蛋白(MBP)、Black-Gold髓鞘定量,以及炎症标志物TNFα、IFNγ、白细胞介素等,通过RT-PCR、ELISA、Western blotting或IHC评估。两名评估者独立提取,必要时使用WebPlotDigitizer辅助。临床评分标准化至0–5,病理评分标准化至0–3,不同测量技术采用标准化均数差(SMD)。2.4 Statistical Analysis:使用RevMan 5.4.1,采用逆方差法和DerSimonian and Laird随机效应模型,评估τ2、I2和95%置信区间,构建森林图,使用漏斗图、JASP选择模型敏感性分析和SYRCLE RoB工具评估偏倚。

3. Results
3.1 Selection and General Features of Studies:检索得PubMed 130篇、WoS 154篇、Scopus 79篇,补充7篇;去重219篇,摘要排除143篇,详细排除21篇,最终纳入24篇。研究涵盖MS模型类型、EV来源、给药途径、增强策略和主要结局。3.2 Clinical and Pathological Scores:临床评分采用0–5量表,天然EVs的均数差(MD)为?1.21,CI [?1.49,?0.93];增强EVs的MD为?1.67,CI [?2.28,?1.05],均显著。炎症采用H&E染色、脱髓鞘采用LFB或FluoroMyelin染色评估,实验组均优于对照组,增强EV优于天然EV,且天然EV对炎症评分的改善高于脱髓鞘评分。3.3 Markers of Inflammation:纳入TNFα、IFNγ、IL-1β、IL-6、IL-10和IL-18,采用SMD比较;天然和增强EV均显示统计学显著差异,增强EV差异更大。3.4 Markers of Remyelination:评估PDGFRα、Olig2、MBP、PLP和Black-Gold髓鞘染色;除PDGFRα外,其余标志物均显示显著差异并支持EV治疗,增强EV对MBP的SMD为5.58,而天然EV为2.68。3.5 Risk of Experimental and Publication Bias Analyses:SYRCLE RoB工具发现组间混杂调整和失访偏倚方面存在问题;JASP选择模型敏感性分析对发表偏倚进行调整,报告了调整后的效应值和置信区间。

4. Discussion
本荟萃分析纳入24篇文献,显示干细胞和胶质细胞释放的EV在MS动物模型中具有治疗潜力。EAE和Cuprizone模型不能完全再现MS病理,C57BL/6 EAE模型难以观察复发,TMEV研究较少,毒性脱髓鞘模型存在固有加速髓鞘再生。EAE MOG35–55结合炎症和脱髓鞘特征,适合评估小胶质细胞靶点;Cuprizone主要再现髓鞘再生,对OPC/少突胶质细胞成分敏感。EV来源多样,多数为MSC来源,少数为OPC/少突胶质细胞、小胶质细胞和HEK293细胞。MSC-EV效果较好,HEK293天然EV效果最差,可能作为阴性对照。机制涉及miR134、miR146a-5p、miR125a以及TLR4、PI3K/AKT、NF-κB等通路。OPC分化过程中PDGFRα下降,Olig2、MBP、PLP增加,Black-Gold染色确认髓鞘恢复。EV表征采用电镜、原子力显微镜、动态光散射、纳米颗粒跟踪分析等,直径多小于150 nm或小于100 nm,并检测蛋白标志物,建议遵循MISEV指南。给药浓度平均为1010 EVs/ml,剂量多为10–100 μg,少数为150 μg或400 μg;给药途径以尾静脉注射为主,也有脑室内、鞘内、鼻内或脑内微型泵给药,频次从单次至多次,持续1–4周。增强EV优于天然EV,但可能存在发表偏倚,增强方法多样,无法确定最优方案。与其他疗法如CAR-Treg和抗CD20抗体比较仍有待深入。局限性包括异质性高、采用SMD、死亡动物报告不足、选择性报告、EV表征不完整、样本量小、模型异质、缺乏长期结局和标准化功能终点,发表偏倚分析不能完全解决问题。

5. Conclusions
EV治疗与对照组在临床评分、神经炎症和脱髓鞘/髓鞘再生标志物方面存在显著差异,增强EV效果更高。MSC-EV可能提供可靠的临床选择,但标准化和质量控制至关重要。患者选择、剂量、途径和疗程仍未解决,作用机制复杂且不完全清楚,不良事件尤其是过度免疫抑制风险尚不明确。未来需研究不同治疗开始时间、剂量-反应关系、疗效和潜在副作用,以及与其他MS疗法的联合策略。

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