《Biomaterials Advances》：RGD-modified stem cell-derived exosomes coated oxygen nanobubble to inhibit ferroptosis by ALOX5 regulation for intrauterine adhesion therapy
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•MREO 通过 RGD 改性的外泌体增强靶向能力。•MREO 通过调节 ALOX5 来缓解缺氧状态并抑制铁死亡。•MREO 修复子宫内膜组织，为 IUA 治疗提供了一种新策略。引言宫腔粘连（IUA）是由于多种原因导致的子宫内膜病理性粘连，可能对生殖功能构成严重威胁 [1]。目前
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MREO 通过 RGD 改性的外泌体增强靶向能力。
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MREO 通过调节 ALOX5 来缓解缺氧状态并抑制铁死亡。
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MREO 修复子宫内膜组织，为 IUA 治疗提供了一种新策略。
引言
宫腔粘连（IUA）是由于多种原因导致的子宫内膜病理性粘连，可能对生殖功能构成严重威胁 [1]。目前，宫腔镜粘连分离术是 IUA 的主要临床干预方法，但其面临诸如子宫内膜再生不良和术后高复发率等显著挑战 [2]。先前的研究表明，血管生成对于组织修复和再生至关重要，在子宫内膜的周期性更新和受伤后的恢复中起着关键作用 [3]。然而，损伤部位的缺氧微环境不仅直接抑制内皮细胞功能和新生血管形成，还加剧炎症反应和纤维化 [4]、[5]。因此，开发能够有效促进血管生成和缓解局部缺氧的治疗策略在该领域显得十分迫切和关键。
最近的研究表明，外源性氧气补充可以有效缓解局部组织缺氧，减少缺氧引起的细胞损伤，并有效抑制过量的活性氧（ROS）的产生 [6]、[7]、[8]。抑制 ROS 不仅可以直接减轻氧化应激引起的损伤，还能从源头阻断 ROS 介导的铁死亡途径。同时，充足的氧气可以增强血管内皮生长因子（VEGF）的生物活性，促进受损区域的血管生成 [9]，从而加速子宫内膜的结构重建和功能恢复 [10]。基于这些发现，有针对性地调节 ROS 水平、改善缺氧微环境、抑制铁死亡以及促进血管生成可能成为 IUA 治疗的重要干预策略。
脂肪间充质干细胞（ADSCs）在慢性炎症、自身免疫疾病和术后组织修复中展现出良好的应用前景 [11]、[12]、[13]、[14]。来自 ADSCs 的外泌体（ADSCs-Exo）携带着生物活性分子，可显著促进内皮细胞增殖和迁移，从而参与损伤后的子宫内膜修复 [15]、[16]。它们还能有效抑制炎症因子的过量释放，减轻局部炎症，并创造有利于子宫内膜再生的微环境 [17]、[18]。与其他干细胞来源的外泌体相比，ADSCs-Exo 具有丰富的来源、易于从组织中获取以及稳定可控的分离过程 [19]。然而，天然外泌体的体内应用仍存在局限性，如靶向能力不足和清除速度过快，导致治疗效果不佳 [20]。RGD 肽是一类由精氨酸（Arg）、甘氨酸（Gly）和天冬氨酸（Asp）组成的三肽序列，能够特异性识别并结合到内皮细胞上高表达的整合素 αvβ3 上。RGD 与 αvβ3 结合后，可以促进细胞粘附、迁移和增殖，并调节细胞与细胞外基质的相互作用 [21]。基于此，可以通过利用 RGD 肽与 αvβ3 之间的特异性识别来对外泌体进行表面修饰，从而显著提高其靶向递送效率和治疗效果。
微针是一种微创的经皮药物递送技术，利用微米级别的针头穿透组织表层，实现精确可控的药物释放。这项技术在组织修复和疾病治疗领域展现出巨大潜力 [22]、[23]。透明质酸（HA）是一种天然存在于人体细胞外基质中的多糖大分子，具有优异的生物相容性、水溶性和可降解性，是生物医学应用的理想材料 [24]、[25]。利用基于 HA 的微针来靶向递送治疗剂（如外泌体、氧气和生物活性因子）为宫腔粘连的安全高效治疗提供了新的策略。
在本研究中，我们设计了一种装有氧解释放外泌体的微针系统（Microneedle/RGD-干细胞衍生病外体/BSA-O2，MREO），用于向受损的子宫腔区域精确递送氧气以治疗 IUA（图 1）。为了评估其药物控释性能，我们在模拟生理条件下进行了体外释放实验，并系统地表征了 REO（RGD-Exo@BSA-O2）和 MREO 的形态和性质。体外细胞实验表明 REO 显著缓解了受损内皮细胞的缺氧状态，并促进了血管生成。进一步的研究显示 REO 通过调节 ALOX5 抑制了铁死亡，从而减轻了缺氧引起的组织损伤。体内的动物实验表明，MREO 通过持续释放外泌体和氧气，抑制了铁死亡途径，改善了 IUA 区域的缺氧微环境，促进了血管生成，并修复了受损的子宫内膜。总之，MREO 微针贴片具有靶向能力、安全性和长期疗效，为 IUA 的临床治疗提供了一种新策略。
章节摘录
材料
HUVEC 细胞（HUVECs）、ADSCs、内皮细胞完全培养基和人脂肪源性间充质干细胞均购自 Procell Life Science & Technology Co., Ltd。牛血清白蛋白（BSA）和透明质酸（HA）购自上海 Macklin Biochemical Co., Ltd。葡聚糖硫酸盐购自 Yeasen Biotechnology Co., Ltd。BeyoBlue? Plus、线粒体膜电位试剂盒和细胞计数试剂盒-8购自 Beyotime Biotechnology。抗-VEGF 药品购自...
REO 的表征
REO 的构建遵循图 1A 中的流程图。ADSCs 被转染了一种编码 RGD、Flag 标签和绿色荧光蛋白（GFP）的慢病毒载体。荧光显微镜观察证实了转染成功，转染细胞中出现了绿色荧光（图 S1A）。Western blot 分析进一步验证了 REO-ADSCs 组中 Flag 标签的 RGD 融合蛋白的表达（图 S1B, C）。总之，这些结果证明了 RGD...
结论
本研究开发了一种同时具备靶向性和持续释放能力的微针系统（MREO）。该系统结合了外泌体和外源性氧气的优点，可以有效清除病变区域的过量 ROS，减轻氧化应激损伤。同时，它通过调节 ALOX5 基因的表达来抑制子宫内膜细胞的铁死亡，促进血管内皮细胞的增殖和迁移，并促进血管生成...
CRediT 作者贡献声明
Jia Huang：撰写 – 原始草案、可视化、验证、方法学、实验设计。Bin Zhang：可视化、验证、数据管理。Jing Li：方法学。Ying Chen：数据管理。Yinan Huang：实验设计。Ruyun Chen：数据管理。Weijia Chen：撰写 – 审稿与编辑、监督、资源协调、概念构建。Huihui Wang：撰写 – 审稿与编辑、原始草案撰写、监督、软件使用、资金获取。
资助
本工作得到了 国家自然科学基金 的青年项目支持（项目编号：81302079）。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能会影响本文的报告内容。
Jia Huang|Bin Zhang|Jing Li|Ying Chen|Yinan Huang|Ruyun Chen|Weijia Chen|Huihui Wang
