科研方向！外泌体：应用于肺部疾病！

▷2023/12/22

同萃生材

#选题推荐◁

本期总结

1、本期包含5篇针对肺部疾病治疗的外泌体/工程化外泌体结合型研究分享，包括急性肺损伤、肺纤维化、肺炎等。

2、外泌体及其相关研究一直炙手可热，可塑性较强，也一直是国自然热点关键词之一。外泌体除了本身可作为治疗“药物”，由于其囊泡结构，还可以作为天然载体，发挥细胞间通讯、药物递送等多种功能。

3、通过质膜的双重内陷，外泌体通过胞吐作用分泌，可以被吞噬及引发生物反应。来自各种来源的外泌体已被广泛研究，包括MSC、单核细胞、巨噬细胞、内皮细胞、一些植物来源外泌体等，这些外泌体被证明可以在（肺部）炎症类疾病中发挥免疫调控、炎症细胞因子水平调节、表型极化等重要功能。

推荐策略

1、针对肺部疾病，吸入/经气管给药治疗相对更适用，外泌体的性质和结构也较符合这一给药方式。

2、外泌体产量较低的问题一直未妥善解决，目前很多研究通过共挤压将大尺寸的细胞分解为符合外泌体的尺寸，称之为外泌体模拟物（EMs），产量高、性质相似且疗效明确，可以借鉴。

3、外泌体结合生物材料的组合创新，不仅在治疗作用上增色，策略上创新性也相对更佳。生物材料可以作为载体负载、缓释外泌体，外泌体也可以作为载体负载、递送生物材料，最终设计取决于应用场景及想实现的目标。

文末总结及拓展知识点不要错过哦！

Nature Communications IF=16.6

球状细胞分泌蛋白和外泌体吸入剂促进肺纤维化中的肺修复

Inhalation of globular cell secretion proteins and exosomes promotes lung repair in pulmonary fibrosis

特发性肺纤维化（IPF）是一种致命且无法治愈的间质性肺疾病，持续损伤会导致瘢痕组织形成。随着纤维化增厚，肺组织失去了促进气体交换和为细胞提供所需氧气的能力。本文提出了一系列利用肺球状细胞分泌组（LSC-Sec）和肺球状细胞外泌体（LSC-Exo）通过吸入治疗不同模型的肺损伤和纤维化的研究。分析表明，LSC-Sec和LSC-Exo治疗可以通过重建正常的肺泡结构，减少胶原蛋白积累和肌成纤维细胞增殖来减轻和解决博来霉素和二氧化硅诱导的纤维化。

全文：https://doi.org/10.1038/s41467-020-14344-7

Journal of Controlled Release IF=10.8

将多肽和药物吸入给药递送至肺部炎性细胞的工程外泌体

Engineered exosomes for delivery of peptides and drugs through the lungs to inflammatory lung cells by inhalation

外泌体已被研究用作各种药物的递送。然而，外泌体介导的肽肺部递送尚未得到充分研究。在本文中，外泌体被设计用于肺部递送 RAGE 结合肽（RBP，一种抗炎肽）。为了将肽加载到外泌体中，RBP 与外泌体膜整合蛋白 Lamp2b 连接以产生 RBP 连接的外泌体 （RBP-exo）。RBP-exo的抗炎作用通过脂多糖（LPS）激活的巨噬细胞中的细胞因子测定得到证实。为了增加抗炎作用，姜黄素被装载到RBP-exo中。负载姜黄素的RBP-exo（RBP-exo/Cur）比单独使用姜黄素或姜黄素负载到未修饰外泌体（unmod-exo/Cur）具有更高的细胞内姜黄素递送效率。这表明RBP-exo表面的RBP可能与RAGE相互作用，提高姜黄素的细胞内递送效率。此外，RBP-exo/Cur在体外的抗炎作用高于单独使用姜黄素、RBP和姜黄素的混合物以及unmod-exo/Cur。对于体内评估，RBP-exo/Cur 通过气管内滴注到急性肺损伤 （ALI） 模型的肺部给药。结果表明，RBP-exo/Cur 比单独使用姜黄素、RBP-exo 和 unmod-exo/Cur 更有效地降低促炎细胞因子。苏木精和伊红染色证实，RBP-exo和RBP-exo/Cur组的炎症反应受到抑制。免疫染色试验显示，RBP-exo主要与I型上皮细胞共定位。总之，RBP通过吸入成功地与外泌体一起输送到肺部。使用外泌体作为载体的 RBP 和姜黄素的组合可能可用于 ALI 治疗。

全文： https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2020.12.053

Theranostics IF=12.4

脂肪来源的间充质干细胞外泌体通过转移线粒体成分改善肺泡巨噬细胞的稳态来减轻急性肺损伤

AdMSC-derived exosomes alleviate acute lung injury via transferring mitochondrial component to improve homeostasis of alveolar macrophages

巨噬细胞的异常激活和线粒体脱落被证明与ALI（急性肺损伤）的发病机制有关。来自脂肪来源的间充质干细胞外泌体（AdMSC-Exos）以其低免疫原性、缺乏致瘤性和高临床安全性而著称，但它们在治疗 ALI 中的作用和所涉及的机制需要确定。在这项研究中，我们试图研究AdMSC-Exos 的线粒体捐赠是否对小鼠 LPS 诱导的 ALI 提供保护作用，并伴有巨噬细胞线粒体功能的改善。C57BL/6小鼠经口气管滴注LPS（1mg/kg）。AdMSC-Exos在LPS吸入后4小时通过尾静脉给药。采用流式细胞术、H&E、实时荧光定量PCR、免疫荧光（IF）、共聚焦显微镜成像等技术研究肺组织炎症和巨噬细胞线粒体功能。并通过体外实验进一步观察外泌体的转移和对细胞线粒体功能的影响。结果表明，AdMSC-Exos可以以剂量依赖性方式将干细胞衍生的线粒体成分转移到肺泡巨噬细胞中。可能通过补充受损的线粒体，AdMSC-Exos表现出提高mtDNA、线粒体膜电位（MMP）、OXPHOS活性和ATP生成水平的能力，同时在LPS攻击的巨噬细胞中恢复mROS应激。通过AdMSC-Exos治疗恢复线粒体完整性使巨噬细胞转变为抗炎表型，其特征是IL-1β、TNF-α和iNOS分泌下调以及抗炎细胞因子IL-10和Arg-1的产生增加。AdMSC-Exos可以有效地提供线粒体成分，改善巨噬细胞的线粒体完整性和氧化磷酸化水平，导致气道巨噬细胞的代谢和免疫稳态恢复，减轻肺部炎症病理。

全文：https://www.thno.org/v12p2928.htm

# 04

Acta Pharmaceutica Sinica B IF=14.5

大黄素通过抑制胰腺外泌体介导的肺泡巨噬细胞激活来减轻重度急性胰腺炎相关的急性肺损伤

Emodin attenuates severe acute pancreatitis-associated acute lung injury by suppressing pancreatic exosome-mediated alveolar macrophage activation

严重急性胰腺炎相关急性肺损伤（SAP-ALI）是一种高死亡率的严重疾病。大黄素已被用于缓解SAP-ALI，然而，其机制仍不清楚。本文认为大黄素在减弱 SAP-ALI 中的治疗作用部分取决于外泌体机制。与正常组相比，SAP大鼠的血浆外泌体水平增加，蛋白质含量改变。这些输注的血浆外泌体倾向于在肺部积聚，并促进肺泡巨噬细胞的过度激活和炎症损伤。相反，大黄素治疗降低了SAP大鼠的血浆/胰腺外泌体水平。与SAP外泌体相比，大黄素引发的外泌体在肺泡巨噬细胞和肺组织中的促炎作用较小。具体而言，大黄素引发的外泌体通过调节Pγ PAR通路抑制NF-κB通路，减少肺泡巨噬细胞的活化，改善肺部炎症，而这些作用被PPAR γ激动剂/拮抗剂放大/消除。这项研究表明外泌体在参与炎症相关器官损伤中起着至关重要的作用，并表明大黄素可以通过减少胰腺外泌体介导的肺泡巨噬细胞活化来减弱 SAP-ALI。

全文：https://doi.org/10.1016/j.apsb.2021.10.008

# 05

Molecular Therapy IF=12.4

植物源性的microRNAs外泌体抑制SARS-CoV-2 Nsp12外泌体诱导的肺部炎症

Plant-derived exosomal microRNAs inhibit lung inflammation induced by exosomes SARS-CoV-2 Nsp12

肺部炎症是 2019年冠状病毒病 （COVID-19） 的标志。在这项研究中，我们发现小鼠在施用 暴露于严重急性呼吸系统综合症冠状病毒 2 （SARS-CoV-2） Nsp12 和 Nsp13 的肺上皮细胞释放的外泌体后出现发炎的肺组织（exosomesNsp12Nsp13)。从机制上讲，本文表明exosomesNsp12Nsp13被肺巨噬细胞吸收，导致NF-κB的激活，随后诱导一系列炎性细胞因子。exosomesNsp12Nsp13诱导肿瘤坏死因子 （TNF）-α、白细胞介素 （IL）-6 和 IL-1β活化的肺巨噬细胞有助于诱导肺上皮细胞凋亡。用生姜外泌体样纳米颗粒 （GELN） microRNA （miRNA aly-miR396a-5p） 可以消除exosomesNsp12Nsp13介导的肺部炎症。通过 GELN aly-miR396a-5p- 和 rlcv-miR-rL1-28-3p 分别介导的抑制 Nsp12 和刺突基因的表达，进一步证明了 GELN 在抑制 SARS-CoV-2 诱导的细胞病变效应 （CPE） 中的作用。综上所述，研究结果揭示了exosomesNsp12Nsp13作为肺部炎症发展的潜在重要因素，而 GELN 是治疗 COVID-19 的潜在治疗剂。

全文：https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2021.05.005

课题设计TIPs

1.外泌体是由多种细胞分泌的小囊泡。大量研究证实，外泌体通过旁分泌作用，在多系统多种疾病中发挥分子诊断、靶向治疗、组织修复等作用，在临床诊-疗中具有极大的潜能。

2.外泌体在急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征（ALI/ARDS）免疫调节中发挥的作用及其临床潜能，着眼于外泌体参与其中的机制，包括但不限于外泌体携带转运miRNA发挥调控作用、外泌体改变炎性因子水平等。

咨询合作& 入群交流

项目合作或咨询可以添加右侧微信交流~

围绕纳米、水凝胶、微针等生物材料在医学领域的应用，同萃创化也建有“学术交流群”，添加右侧微信即可入群交流啦！

读完有所收获，请点击“关注”、“分享”、“在看”、“点赞”图标，支持下创化的内容创作，让我们为更多的科研工作者、科室专家朋友们分享前沿热点资讯~

分享、在看、点赞

快来戳我看看吧