利用人骨髓间充质基质细胞来源的细胞外囊泡治疗呼吸机诱发的膈肌功能障碍

《Skeletal Muscle》：Combatting ventilator induced diaphragm dysfunction with human bone marrow mesenchymal stromal cell-derived extracellular vesicles

　　

摘要

背景

长期机械通气与 ventilator-induced lung injury（VILI）和ventilator-induced diaphragm dysfunction（VIDD）密切相关。这两种状况同时出现，会导致拔管延迟、重症监护室（ICU）住院时间延长以及临床预后不良。本研究旨在探讨人类BM-MSC衍生的细胞外囊泡（EVs）是否能在一种独特的大鼠实验性ICU（ExICU）模型中同时改善肺部和膈肌的异常情况。

方法

大鼠接受5天的控制性机械通气处理，有的还会接受一次静脉注射EVs。研究指标包括肺部组织病理学表现、膈肌单纤维收缩功能、膈肌肌肉的转录组学和代谢组学数据、肺组织的蛋白质组学和代谢组学数据，以及支气管肺泡灌洗液（BALF）的系列蛋白质组学分析结果。

结果

在ExICU模型中，5天的机械通气会导致严重的肺部形态学损伤，同时膈肌纤维大小和特异性力量会下降约50%。而EVs治疗则能同时改善肺部病变和膈肌功能。多组学分析显示，机械通气后肺部、BALF和膈肌会出现协同的分子紊乱，而这些紊乱大多可以通过EVs得到逆转。

结论

我们的研究结果表明，长期机械通气期间肺部损伤与膈肌功能障碍之间存在关联。BM-MSC衍生的EVs对这两个器官都具有保护作用，有望成为减少危重病患者机械通气相关并发症的有效干预手段。