脐带来源细胞外囊泡通过免疫调节预防急性呼吸窘迫综合征的研究

《Stem Cell Research & Therapy》：Treating acute lung injury in a juvenile animal model using umbilical cord mesenchymal stromal cell-derived extracellular vesicles

　　

摘要

背景

儿童急性呼吸窘迫综合征（ARDS）仍是一种高发病率的疾病，目前尚无获批的药物治疗方法。研究表明，脐带来源的间充质基质细胞（UC-MSCs）是治疗成年动物ARDS的有希望的细胞来源，而由UC-MSCs制备的细胞外囊泡（UC-EVs）也因其免疫调节和抗炎特性而显示出治疗潜力。本研究探讨了使用UC-EVs治疗儿童ARDS的疗效。

方法

通过超速离心分离得到的UC-EVs被用于治疗3-4周龄C57BL/6小鼠的脂多糖（LPS）诱导的ARDS，通过静脉注射给予三种剂量（200、400、800 μg/kg），并在LPS注射后4小时进行给药；48小时后对小鼠进行解剖，以测定支气管肺泡灌洗液（BAL）中的总蛋白含量、肺部的先天免疫细胞、促炎细胞因子、表面活性蛋白-D（SP-D）以及上皮/内皮屏障的完整性。

结果

在最佳剂量800 μg/kg下，静脉注射的UC-EVs显著改善了上皮-内皮屏障功能，降低了BAL中的蛋白质含量和Evans Blue染料的渗出。炎症得到缓解，BAL中的IL-1β、TNF-α和IL-6水平显著下降。UC-EVs还减少了免疫细胞的浸润，并使巨噬细胞向M2表型转化，从而降低了肺组织和BAL中的M1/M2比例。体外分析显示，UC-EVs降低了活化巨噬细胞中的NLRP3表达和IL-1β的释放。肺组织中的中性粒细胞浸润和MPO表达也有所减少，中性粒细胞胞外陷阱（NET）的形成也显著降低。

结论

UC-EVs通过抑制肺部炎症和保护上皮-内皮屏障功能，预防了LPS诱导的儿童ARDS。其机制在于：UC-EVs改变了巨噬细胞的极化方向，减少了NLRP3/IL-1β的表达，并降低了MPO/SYTOX阳性的HL-60细胞的百分比。