每天跑厕所十几次、腹痛如绞，症状好转没几天又复发，这是数千万炎症性肠病患者的日常煎熬。作为主要包括克罗恩病和溃疡性结肠炎的慢性非特异性疾病，其核心症结在于肠道持续炎症与免疫失调，好发于15至35岁的青壮年群体，不仅打乱求学就业节奏，还可能引发肠穿孔、癌变等严重并发症。
尽管靶向TNF-α、IL-12/23等靶点的生物制剂和小分子药物已投入临床，但30%至50%患者会出现原发性无应答或后续疗效下降，且广谱免疫抑制带来的全身毒性让患者顾虑重重。如何在精准恢复免疫平衡的同时，不影响全身免疫监视功能，成为该领域亟待解决的难题。近期，Signal Transduct Target Ther发表的一项创新性研究，通过双靶向工程化外泌体实现免疫精准调控，为破解这一困境带来了新希望。
工程化外泌体的构建与基础免疫调节作用
研究团队以沃顿胶间充质干细胞为外泌体来源，通过BMI1过表达联合缺氧预处理，显著增强其免疫调节功能。这类经改造的外泌体保留了CD9、CD63等经典标志物，同时高表达CCR2、CXCR4趋化因子受体，使其能够精准靶向炎症肠道组织。此外，外泌体还富集了TGF-β、IL-10等多种免疫调节蛋白，在右旋糖酐硫酸钠诱导的小鼠结肠炎模型中，展现出显著的治疗效果。
图1 BMI1/缺氧预处理的沃顿胶间充质干细胞来源外泌体对右旋糖酐硫酸钠诱导的小鼠结肠炎的治疗效果
实验数据显示，接受治疗的小鼠体重下降明显缓解，疾病活动指数显著降低，结肠缩短现象得到改善，肠道组织的炎症浸润和中性粒细胞积累也大幅减少。体外实验中，该外泌体还能有效抑制人外周血单个核细胞来源的CD4⁺和CD8⁺T细胞增殖，减少IFN-γ⁺Th1和IL-17A⁺Th17细胞比例，同时增加CD25⁺FOXP3⁺调节性T细胞数量，并重编程记忆T细胞表型向初始表型倾斜。
miR-27a-3p的关键作用：靶向PHB1调控T细胞命运
通过miRNA测序与功能验证，研究团队确定miR-27a-3p是工程化外泌体发挥免疫调节作用的核心分子。该微小RNA可直接靶向线粒体支架蛋白PHB1，而PHB1作为Th17细胞生物能量代谢的关键调控因子，其表达被抑制后，能显著减少Th17细胞极化，同时促进调节性T细胞增殖。
图2 工程化沃顿胶间充质干细胞来源外泌体中富集的免疫调节microRNA及其对人T细胞的免疫调节作用
进一步机制验证表明，miR-27a-3p通过结合PHB1的3'非编码区直接抑制其表达，进而阻断T细胞受体信号通路下游分子激活，最终实现T细胞增殖和效应分化的双重抑制。当使用miR-27a-3p抑制剂时，外泌体的免疫抑制作用被显著逆转，充分证实PHB1是其功能靶点。
图3 富含miR-27a-3p的外泌体通过靶向PHB1抑制T细胞增殖和分化
双靶向外泌体的协同增效与安全性验证
为进一步提升治疗效果，研究团队构建了同时表达PD-L1并包裹miR-27a-3p的双靶向外泌体。这种外泌体通过表面PD-L1与活化T细胞的PD-1结合，激活SHP2介导的去磷酸化过程，抑制ZAP70和AKT磷酸化，阻断T细胞受体信号；同时通过miR-27a-3p靶向PHB1调控线粒体代谢，形成双重协同抑制效应。
图4 过表达PD-L1且富含miR-27a-3p的外泌体通过PD-1通路调控抑制效应T细胞反应并促进FOXP3+调节性T细胞诱导
功能实验显示，双靶向外泌体对T细胞增殖的抑制效果显著优于单一靶向外泌体或对照制剂，能更有效地降低Th1/Th17细胞比例，提升调节性T细胞数量。转录组分析也证实，经其处理的T细胞中，IFN-γ、IL-17A等炎症因子表达下调，FOXP3、IL-10等调节性基因表达上调。安全性评估显示，该外泌体静脉注射后未引起小鼠肝肾功能异常，主要器官也无组织病理学损伤，展现出良好的安全性。
临床样本与动物模型的双重验证
在炎症性肠病患者来源的结肠类器官模型中，双靶向外泌体可维持上皮细胞活力和屏障完整性，不影响细胞分化和组织结构，也未诱导细胞毒性。而在人源化三硝基苯磺酸诱导的结肠炎小鼠模型中，系统给予双靶向外泌体后，小鼠体重下降、疾病活动指数升高的趋势得到显著抑制，结肠长度恢复，肠道黏膜炎症浸润减轻。
图5 富含PD-L1/miR-27a-3p的外泌体在人源化结肠炎模型中恢复Th17/调节性T细胞平衡并减轻T细胞驱动的炎症
进一步分析发现，外泌体可优先富集于炎症肠道组织并被CD4⁺T细胞摄取，显著降低结肠组织中IL-17A、IFN-γ、TNF-α等炎症因子的mRNA水平，同时提升血清IL-10浓度，有效恢复Th17/调节性T细胞平衡。单细胞RNA测序结果显示，双靶向外泌体可重编程CD4⁺T细胞亚群分布，增加FOXP3⁺调节性T细胞比例，尤其是具有强抑制功能的亚型，同时下调细胞毒性Th1样细胞和耗竭效应T细胞比例，推动免疫微环境向耐受状态转变。
小结
这项研究创新性地构建了PD-L1/miR-27a-3p双靶向工程化外泌体平台，通过“表面免疫检查点结合+胞内微小RNA调控”的双重机制，实现了对炎症T细胞的精准重编程。该方案既通过PD-1/PD-L1通路直接抑制效应T细胞活化，又借助miR-27a-3p/PHB1轴调控T细胞代谢，有效恢复Th17/调节性T细胞平衡，同时维持肠道上皮完整性，避免了传统治疗的全身毒性风险。
与传统间充质干细胞治疗相比，工程化外泌体以无细胞形式克服了移植效率和安全性顾虑，兼具靶向性、有效性和可扩展性。这一突破性研究为炎症性肠病提供了兼具精准性、有效性和安全性的无细胞治疗新策略，未来有望推动相关疗法进入临床，为患者带来更优质的治疗选择，也为其他T细胞驱动的炎症性疾病治疗提供了宝贵借鉴，推动炎症性疾病治疗进入精准靶向时代。
参考文献：
Oh MK, Park HS, Chae DH, et al. Engineered extracellular vesicles reprogram T cells by targeting PD-1 and PHB1 signaling in inflammatory bowel disease. Signal Transduct Target Ther. 2025;10(1):418. Published 2025 Dec 25. doi:10.1038/s41392-025-02516-0IF: 52.7 Q1
撰文 | 生物谷
编辑 | 阿拉斯加宝
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