心肌梗死是常见的心血管疾病和主要死亡原因,对全球人类健康造成了严重的负担,尽管心肌梗死的预防和联合治疗策略(药物治疗、介入治疗和移植手术等)有效地改善了心肌缺血的症状和疾病的进展,但心肌梗死的发病率和死亡率仍居高不下。
据世界卫生组织公布的数据显示,全世界每年至少有1700万人死于心肌梗死,位列人类死亡原因首位。
在中国,平均每年有200万新发心肌梗死患者,心梗成为严重危害人类健康的难治性疾病之一。
近年来,干细胞衍生的外泌体有望成为一种新兴的干预方法。
外泌体是通常来源于大部分细胞类型的内吞起源的细胞外囊泡,是细胞信息交换的重要媒介。来自供体细胞的外泌体与特定受体结合,释放包含的内容物分子诱导受体细胞发生病理生理变化。
间充质干细胞(MSC)来源的外泌体含有多种细胞因子(如白介素-6和白介素-10)、生长因子(如转化生长因子-β和造血生长因子)、信号脂质和miRNA(如miRNA-21和miRNA-133b)等,这些成分在生理过程中起广泛的调节作用,包括生物体发育、表观遗传调控和免疫调节等。
大量临床研究表明MSC来源的外泌体可抑制心肌细胞凋亡,减少组织的损伤,改善心肌梗死后心脏功能。
MSC来源外泌体干预心肌梗死的机制
1、促进心肌梗死血管生成
在心肌梗死的缺血性心肌疾病中,需要再生血管以弥补缺血带来的一系列影响。MSC来源的外泌体可通过miRNA来传达其促血管生成信号,并通过外泌体分泌相关介质创造促血管生成的环境,通过其固有的分子(如核苷酸、蛋白质和生物活性脂质)介导细胞间的微通信。
2、抑制炎症反应
心肌梗死后会触发炎症反应,长时间的炎症反应会延长心肌损伤,导致不良的心室重塑和心力衰竭。有证据表明,MSC来源的外泌体保持有效的抗炎作用。
3、减少心肌细胞凋亡与平衡自噬
研究表明,心肌细胞凋亡是心肌梗死早期心肌细胞死亡的一种形式,在心肌梗死后期可能会发生坏死,因而抑制细胞凋亡可能是一种有效的治疗措施。MSC来源的外泌体在缺氧条件下可抑制心肌细胞凋亡,赋予心肌细胞心脏保护作用,这种抗凋亡反应会阻碍心肌损伤,保留左心室形状,改善心功能。
总结
MSC来源的外泌体是心肌细胞存活和功能特性的强大调节因子,通过增强心脏损伤后的血管新生,抑制炎症、减少细胞凋亡、平衡自噬以改善纤维化,表现出了在心肌梗死干货方面的巨大潜能。
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