源自间充质干细胞的外泌体与先用富含血小板的血浆预处理的间充质干细胞对烧伤伤口愈合的影响：一项生物分子和免疫组化研究

《Archives of Biochemistry and Biophysics》：The effect of mesenchymal stem cells derived exosomes versus mesenchymal stem cells pretreated with platelet rich plasma on burn wound healing: a biomolecular and immunohistochemical study

•烧伤诱导了炎症、血管生成和纤维化途径的协调失调。
•来自MSC的外泌体和经PRP预处理的MSC在分子特征上存在差异。
•miRNA-128与TNF-α和VEGF表现出相反的关联。
•miRNA-128–TNF-α–VEGF的相互作用表明了炎症与血管生成的调节联系。
•经PRP预处理的MSC比MSC来源的外泌体具有更广泛的分子效应。
•非编码RNA的特征为烧伤组织重塑提供了分子层面的见解。

引言
烧伤被认为是最具创伤性的伤害之一，因为其会导致明显的组织破坏以及随之而来的死亡率和发病率[1]。作为一种全球性的重大临床挑战，烧伤伴随着一系列局部和全身的应激反应，这些反应严重影响了愈合结果，包括过度的炎症、氧化应激、血管生成失调和进行性纤维化。这些病理过程干扰了正常的组织修复，常常导致愈合延迟、永久性疤痕形成和功能障碍[2]。
在分子水平上，烧伤引起的组织损伤是由多个相互关联的信号通路决定的。早期炎症反应由肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等炎症细胞的分泌驱动，激活下游的信号分子如核因子κB（NF-κB），从而放大炎症级联反应。此外，活性氧（ROS）的产生增加会加速细胞损伤并干扰再生信号传导[3]。转化生长因子-β（TGF-β）的激活支持成纤维细胞的增殖和细胞外基质的积累，从而导致组织纤维化。重要的是，这些过程通常伴随着血管内皮生长因子（VEGF）的下调，从而导致血管生成缺陷和组织灌注不足，这两者都损害了有效的组织修复[4]。
最近的研究强调了非编码RNA（包括微小RNA（miRNA）和长链非编码RNA（lncRNA）在调节这些病理反应中的关键作用。其中，miRNA-128已被证明可以调节炎症和氧化应激途径[5]，而miRNA-375则参与细胞增殖和组织再生[6]。此外，lncRNA HOX转录反义RNA（HOTAIR）可以通过表观遗传机制影响基因表达，从而影响染色质重塑和转录活性[7]。尽管在这一领域进行了大量研究，但这些非编码RNA在烧伤引起的组织损伤和修复中的综合作用仍不完全清楚，尤其是在治疗策略方面。

间充质干细胞（MSCs）现在被认为是一种有前景的烧伤治疗方法，因为它们能够调节炎症、支持血管生成并促进组织再生。这些效应主要与其旁分泌活性有关，包括生长因子、细胞因子和细胞外囊泡（如外泌体）的分泌[8]。最近，MSC来源的外泌体作为一种无细胞替代品出现，具有较低的免疫原性、肿瘤发生性和血管阻塞风险等优点。此外，这些囊泡还便于储存和标准化，且安全性更高。然而，外泌体是否能够完全复制MSCs复杂的动态调节功能仍是一个未解之谜[9]。最近的研究表明，通过不同的预处理方法可以增强MSCs的再生潜力，从而提高其生物学活性和治疗效率。其中，富血小板血浆（PRP）引起了相当大的兴趣，因为它含有多种对组织修复和伤口愈合至关重要的生长因子和生物活性分子。PRP富含血小板衍生生长因子（PDGF）、VEGF、表皮生长因子（EGF）和TGF-β等因子，这些因子都有助于细胞增殖、血管生成、细胞外基质重塑和组织再生[10]。先前的研究显示，将MSCs暴露于PRP可以促进其增殖、迁移、存活和旁分泌活性，从而提高其在受损组织中的再生能力。此外，PRP预处理可能会影响MSC来源的外泌体的生物学组成和治疗特性，包括其中涉及的调节性非编码RNA和信号分子，这些分子与炎症、氧化应激、纤维化和血管生成有关[11]。
尽管有这些令人鼓舞的发现，但PRP预处理的MSC及其外泌体如何促进烧伤伤口愈合的分子机制仍然相对不为人所知，特别是在它们与非编码RNA介导的调节途径的相互作用方面。理解这些机制可能有助于改善临床结果。

因此，本研究旨在探索PRP预处理的MSC及其衍生外泌体在烧伤模型中的分子效应，特别关注关键非编码RNA（miRNA-128、miRNA-375和HOTAIR）的调节作用，以及它们与血管生成（VEGF）、纤维化（TGF-β）和炎症（TNF-α）标志物的关联。此外，还进行了相关性分析，以确定这些分子成分之间的潜在相互作用，并阐明参与烧伤及其治疗的调控网络。

研究人群
本研究包括了24只成年雄性大鼠，体重在200–250克之间，年龄为12–14周。在获得机构动物护理和使用委员会（Vet CU110520251081）的伦理批准后，将这些大鼠捕获并安置在动物房中。样本量使用G功率软件根据主要结果miRNA-128的表达进行计算[12]，α错误概率为0.05，效应量为0.66，功率为80%。
本研究遵循ARRIVE指南进行。

MSC的鉴定与表征
在倒置显微镜下，根据其梭形纤维细胞样的形态识别MSCs（图1a）。通过流式细胞分析，它们对CD34呈阴性（图1b），对CD90和CD105呈阳性（图1c和图1d）。

MSC来源外泌体的分离与表征
分离出的外泌体通过透射电子显微镜（TEM）观察，显示典型的圆形至杯状纳米级囊泡形态，平均大小为120纳米（图2a）。BCA方法测量其浓度为200 μg/ml。

讨论
烧伤已知会引发持续的炎症、氧化应激、血管破坏、纤维化和败血症[26]。本研究的结果证实了这一点，表明炎症、血管生成、纤维化和表观遗传标志物存在显著的失调，反映了烧伤引起的组织损伤的多因素性质。我们研究中的第一个显著观察结果是miRNA-128在烧伤组织中的表达显著上调，表明其与炎症的放大有关。

结论
总体而言，综合数据表明，与单独使用外泌体相比，PRP预处理的MSC具有更全面和协调的治疗效果。这种效应涉及炎症信号的同步调节（miRNA-128的减少）、血管生成的增强（VEGF的上调）、纤维化活动的抑制（TGF-β的下调）以及细胞存活途径的改善。相比之下，外泌体似乎只表现出部分且不太同步的效果。

建议
•建议进行纵向（时间序列）分子和组织学分析。
•使用敲低/抑制剂研究（例如miRNA-128、TGF-β轴）验证关键通路。
•包括长期的功能结果（疤痕厚度）。
•评估组织中的TNF-α蛋白水平。
•探索HOTAIR在组织重塑中的作用。
•未来的研究应包括未经处理的MSCs、仅使用PRP的治疗以及来自PRP预处理的MSCs衍生的外泌体，以明确PRP预处理的具体贡献。

作者贡献声明
reham elgarhi：撰写 - 审稿与编辑，方法学。
noha samir：撰写 - 审稿与编辑，方法学。
lamiaa Mohamed：撰写 - 审稿与编辑，方法学。
gaber abelfatah：撰写 - 审稿与编辑，方法学。
mona ahmed：撰写 - 审稿与编辑，方法学。
mariam atef：撰写 - 审稿与编辑，方法学。
heba amr：撰写 - 审稿与编辑，方法学。
hamdy rezk：撰写 - 审稿与编辑，方法学。
naglaa abozeid：撰写 - 审稿与编辑，原创。

未引用参考文献

伦理声明
本研究遵循ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。该研究获得了机构动物护理和使用委员会（Approval No. Vet CU110520251081）的批准。

利益冲突
作者声明没有利益冲突。

伦理批准
研究获得了机构动物护理和使用委员会（Vet CU110520251081）的批准。

数据声明/数据和材料的可用性
数据集可向相应的作者索取。

生成式AI和AI辅助技术的声明
作者使用基于AI的工具（Claude）来改进语法和可读性，并帮助改进图形摘要的呈现。之后，作者彻底审查了整个手稿。

资助
本研究为自筹资金。

致谢
不适用

作者名单
Abeer Mostafa | Naglaa F. Abozeid | Heba M. Amr | Mona Mohamed Ahmed | Lamiaa Mohamed Mahmoud | Noha Samir Abdel Latif | Reham I. Elgarhi | Maiada Helaly | Ayman Mohammed Hany | Sherif M. Zaki | Waleed A. Abd Algaleel | Waleed M. Ragab | Hamdy M.M. Rizk | Mariam F. Farid | Gaber H. Abdel-Fatah