人脐带间充质干细胞衍生外泌囊泡通过 MerTK 介导的髓鞘碎片清除促进周围神经损伤修复

《Stem Cell Research & Therapy》：HucMSC-derived extracellular vesicles promote peripheral nerve regeneration through direct axonal support and enhanced MerTK?associated myelin debris clearance

　　

摘要

背景

周围神经损伤（PNI）通常会导致功能恢复不佳，而有效的治疗方法仍然有限。人脐带间充质干细胞衍生的外泌囊泡（hucMSC-EVs）在促进神经修复方面显示出潜力，但其潜在机制尚未完全明了。

方法

在大鼠中建立了10毫米的坐骨神经缺损模型，以评估hucMSC-EVs的治疗潜力。通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）来识别响应细胞群。在体外实验中，将巨噬细胞和施万细胞暴露于含有或不含有MER原癌基因酪氨酸激酶（MerTK）抑制剂UNC2250或MER/FLT3双重抑制剂UNC2025的EVs中。进行吞噬作用检测以评估髓鞘碎片（MD）的摄取情况，使用Western blot检测自噬体的形成和PI3K-Akt的激活，同时利用qRT-PCR和免疫荧光技术评估M2极化及修复表型。在体内实验中给药UNC2025以确认其在再生过程中的功能必要性。还对主要器官进行HE染色以评估生物安全性。

结果

hucMSC-EVs显著促进了轴突再生并改善了功能恢复。scRNA-seq显示hucMSC-EVs扩大了MerTK?巨噬细胞亚群和修复型施万细胞亚群。在体外实验中，hucMSC-EVs上调了这两种细胞类型的MerTK表达，增强了M2极化以及巨噬细胞的自噬体形成和吞噬作用，同时促进了施万细胞的修复表型和髓鞘碎片的清除。选择性MerTK抑制剂UNC2250显著减弱了EVs对这两种细胞类型的吞噬作用增强效应以及施万细胞的修复表型。hucMSC-EVs增加了PI3K-Akt信号通路；这一效应部分被UNC2250抵消，而UNC2025这种双重MER/FLT3抑制剂则更为明显地逆转了这一效应，这表明MerTK虽然参与了这一过程，但可能并非Akt激活的唯一介质。在体内实验中，UNC2025减弱了EVs对轴突再生和功能恢复的改善效果。通过MBP免疫荧光进一步确认了髓鞘碎片的清除，结果显示EVs组中的MBP?碎片减少。

结论

hucMSC-EVs通过直接的神经营养作用以及在巨噬细胞和施万细胞中增强MerTK相关髓鞘碎片清除来促进周围神经再生和功能恢复。这些效应与PI3K-Akt通路的激活有关。我们的研究发现支持hucMSC-EVs作为PNI的有效治疗策略，尽管其在体内的因果作用仍需进一步验证。

图形摘要

背景

周围神经损伤（PNI）通常会导致功能恢复不佳，而有效的治疗方法仍然有限。人脐带间充质干细胞衍生的外泌囊泡（hucMSC-EVs）在促进神经修复方面显示出潜力，但其潜在机制尚未完全明了。

方法

在大鼠中建立了10毫米的坐骨神经缺损模型，以评估hucMSC-EVs的治疗潜力。通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）来识别响应细胞群。在体外实验中，将巨噬细胞和施万细胞暴露于含有或不含有MER原癌基因酪氨酸激酶（MerTK）抑制剂UNC2250或MER/FLT3双重抑制剂UNC2025的EVs中。进行吞噬作用检测以评估髓鞘碎片（MD）的摄取情况，使用Western blot检测自噬体的形成和PI3K-Akt的激活，同时利用qRT-PCR和免疫荧光技术评估M2极化及修复表型。在体内实验中给药UNC2025以确认其在再生过程中的功能必要性。还对主要器官进行HE染色以评估生物安全性。

结果

hucMSC-EVs显著促进了轴突再生并改善了功能恢复。scRNA-seq显示hucMSC-EVs扩大了MerTK?巨噬细胞亚群和修复型施万细胞亚群。在体外实验中，hucMSC-EVs上调了这两种细胞类型的MerTK表达，增强了M2极化、巨噬细胞的自噬体形成和吞噬作用，同时促进了施万细胞的修复表型和髓鞘碎片的清除。选择性MerTK抑制剂UNC2250显著减弱了EVs对这两种细胞类型的吞噬作用增强效应以及施万细胞的修复表型。hucMSC-EVs增加了PI3K-Akt信号通路；这一效应部分被UNC2250抵消，而UNC2025这种双重MER/FLT3抑制剂则更为明显地逆转了这一效应，这表明MerTK虽然参与了这一过程，但可能并非Akt激活的唯一介质。在体内实验中，UNC2025减弱了EVs对轴突再生和功能恢复的改善效果。通过MBP免疫荧光进一步确认了髓鞘碎片的清除，结果显示EVs组中的MBP?碎片减少。

结论

hucMSC-EVs通过直接的神经营养作用以及在巨噬细胞和施万细胞中增强MerTK相关髓鞘碎片清除来促进周围神经再生和功能恢复。这些效应与PI3K-Akt通路的激活有关。我们的研究发现支持hucMSC-EVs作为PNI的有效治疗策略，尽管其在体内的因果作用仍需进一步验证。

图形摘要