Cell子刊：马光辉/魏炜/谭回/李维平等开发新型外泌体疗法，修复中枢神经系统损伤

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

中枢神经系统（CNS）的创伤性损伤，包括创伤性脑损伤（TBI）和脊髓损伤（SCI），常常导致所有年龄段的人出现长期残疾。中枢神经系统损伤的病理过程复杂，包括原发性损伤和继发性损伤。原发性损伤会导致即时的机械性破坏和局部组织损伤，从而引发一系列分子和生化事件，最终导致继发性损伤。通常情况下，免疫细胞（例如小胶质细胞）会因潜在细胞毒性分子（例如活性氧）的释放而被激活。这种广为人知的第二信使通过正反馈加剧神经炎症，最终导致神经元丢失和神经功能障碍。

2025 年 8 月 28 日，中国科学院过程工程研究所马光辉院士/魏炜研究员团队联合深圳市儿童医院/深圳大学第一附属医院谭回研究员、深圳大学第一附属医院李维平教授，在 Cell 子刊Cell Reports Medicine上发表了题为：Selenized neural stem cell-derived exosomes: A neotype therapeutic agent for traumatic injuries of the central nervous system 的研究论文。

该研究开发了一种硒修饰的神经干细胞来源外泌体——SeNExo，其能够穿越血脑屏障，具有清除活性氧以及神经保护的能力，在创伤性脑损伤（TBI）和脊髓损伤（SCI）小鼠模型表现出显著的治疗效果，表明了 SeNExo 是一种新类型且有前景的治疗创伤性中枢神经系统损伤的药物。

受细胞疗法潜力的激励，研究人员探索了通过神经干细胞（NSC）以减轻神经元损伤。尽管结果令人鼓舞，但神经干细胞的治疗效果仍面临局限性。例如，病理微环境会对神经干细胞的存活和定向分化产生负面影响，从而损害治疗效果并引发副作用。此外，神经干细胞的分离和培养需要很长时间，这使得它们不适合作为现货产品用于急性中枢神经系统损伤的治疗。

鉴于干细胞的治疗益处已知涉及外泌体（Exosome）的旁分泌作用，且外泌体良好的稳定性使其在冻干后仍有可能保持医疗活性，并能在病理微环境中发挥作用，神经干细胞来源的外泌体（NExo）似乎是理想的候选者——其既保留了神经干细胞的益处，又能克服治疗中枢神经系统损伤时上述的局限性。此外，在递送方面，外泌体已显示出穿透生物屏障的潜力，这使得它们在静脉注射后能够到达中枢神经系统损伤部位。

在这项研究中，受到神经干细胞来源外泌体（NExo）的神经保护特性，以及硒的活性氧（ROS）清除能力的启发，研究团队通过脂质介导成核法开发了一种负载超小纳米硒（约 3.5 纳米）的 神经干细胞来源外泌体——SeNExo。

SeNExo 除了保持 NExo 的生物成分外，还展现出一种硒-氧键，这极大地增强了其清除活性氧（ROS）的能力。SeNExo 通过载脂蛋白 （ApoE）和低密度脂蛋白受体相关蛋-1（APOE_LRP-1）的相互作用穿透血脑屏障（BBB）。

通过蛋白质组学、miRNA 组学和单细胞核 RNA 测序，研究团队发现，SeNExo 能够减轻神经元凋亡，恢复神经胶质细胞稳态，并重塑神经胶质细胞-神经元网络。因此，SeNExo 具有显著的治疗效果，在创伤性脑损伤（TBI）小鼠模型中能大幅减少脑部损伤。在脊髓损伤（SCI）小鼠模型中，SeNExo 能够促进运动功能恢复，这些结果证明了 SeNExo 是一种新类型且有前景的治疗创伤性中枢神经系统损伤的药物。

该研究的亮点：

• 神经干细胞来源的外泌体（SeNExo）被超小纳米硒功能化修饰；

• SeNExo 利用与 APOE_LRP-1 的相互作用穿过血脑屏障；

• SeNExo 具有清除活性氧以及神经保护的能力；

• 在创伤性脑损伤（TBI）和脊髓损伤（SCI）小鼠模型中证实了 SeNExo 的治疗效果。

论文链接：

https://www.cell.com/cell-reports-medicine/fulltext/S2666-3791(25)00392-1