外泌体治疗 | 富集MiR-21-5p 的 hiPSC-CM外泌体：心脏修复的 “

hiPSC-CM外泌体改善大鼠心肌梗死模型的心脏功能。在前降支结扎后，所有大鼠均出现 ST 段抬高，表明心肌梗死模型制作成功。通过生物发光成像观察到在细胞移植后 0、3、7 天，hiPSCs 和 hiPSC-CMs 在体内的存活情况。在心肌梗死损伤和治疗后 3、7、14 和 28 天评估左心室射血分数（LVEF），结果显示与对照组相比，hiPSC-CM 外泌体组的 LVEF 更高，表明其对心功能的改善更显著，且数据以均值 ± 标准差的形式展示了不同组别中 n=7 个生物学独立样本的结果，P 值小于 0.05 具有统计学意义。

hiPSC-CM外泌体减少梗死面积

hiPSC-CM外泌体减少梗死面积。通过 2,3,5-三苯基氯化四氮唑染色显示不同组心脏左心室五个连续切片的代表性图像，计算梗死大小占左心室总面积的百分比。结果显示 hiPSC-CM 外泌体组的梗死面积明显小于其他组，说明其可有效减小梗死面积，数据以均值 ± 标准差的形式展示了不同组别中 n=3 个生物学独立样本的结果，P 值小于 0.05 具有统计学意义。

hiPSC-CM外泌体减少心肌纤维化。Masson 三色染色的代表性图像显示不同组的心肌纤维化情况，以每单位面积的平均光密度作为心脏纤维化水平的指标。hiPSC-CM 外泌体组的纤维化水平低于其他组，表明其可减少心肌纤维化，数据以均值 ± 标准差的形式展示了不同组别中 n=4 个生物学独立样本的结果，P 值小于 0.05 或      0.01 具有统计学意义。

hiPSC-CM外泌体减少心肌细胞凋亡

hiPSC-CM外泌体减少心肌细胞凋亡。使用脱氧核糖核苷酸末端转移酶 dUTP 隧道标记法检测不同组梗死心脏边缘区的凋亡细胞，并量化凋亡细胞百分比。结果显示 hiPSC-CM 外泌体可减少梗死大鼠心脏中的凋亡，数据以均值 ± 标准差的形式展示了不同组别中 n=3 个生物学独立样本的结果，P 值小于 0.05 或 0.01 具有统计学意义。

hiPSC-CM外泌体促进心肌细胞再生、血管生成和干细胞募集

将hiPSC-CM外泌体注入梗死大鼠心脏可增强心肌肌钙蛋白T、分化簇31和C-X-C趋化因子受体4的表达。对心肌梗死后边缘区切片进行免疫组织化学分析，检测心肌肌钙蛋白 T（cTNT）、 cluster of differentiation 31（CD31）和 C-X-C趋化因子受体 4（CXCR4）的表达情况。hiPSC-CM 外泌体组的 cTNT、CD31和 CXCR4 表达水平均高于其他组，表明其可促进心肌细胞再生、血管生成和干细胞募集，数据以均值 ± 标准差的形式展示了不同组别中 n=4 个生物学独立样本的结果，P 值小于 0.05 具有统计学意义。

hiPSC-CM外泌体发挥功能的关键分子miR-21-5p

对miRNA 测序数据分析显示，hiPSC-CM 外泌体和iPSC 外泌体中高度表达的四种 miRNA，包括hsa-miR-148a-3p、hsa-miR-21-5p、hsa-miR-151a-3p和 hsa-miR-26a-5p，其中 miR-21-5p 在 hiPSC-CM 外泌体中的表达水平相对较高，且 hiPSC-CM 外泌体中的 miR-21-5p 表达量与 AC16 细胞、hiPSC 外泌体相比具有显著差异，P 值小于 0.05 或 0.01 具有统计学意义。

AC16细胞摄取外泌体对miRNA 21表达水平的影响。AC16 细胞吸收 hiPSC 外泌体和 hiPSC -CM外泌体的实验结果显示，细胞吸收外泌体后，miR-21 在 AC16 细胞中的表达水平发生了变化，表明外泌体中的 miR-21-5p 可被靶细胞摄取，从而发挥其生物学功能。

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总结

研究人员还进一步探讨了 miR-21-5p 在心脏修复中的具体作用机制。实验发现，miR-21-5p 可以被 AC16 心肌细胞吸收，并通过与 YAP1 mRNA 的 3’UTR 结合，抑制 YAP1 的表达，进而调节心肌细胞的增殖、生长和存活。此外，miR-21-5p 还可以激活一系列下游信号通路，如 PI3K/Akt 通路、MAPK 通路等，这些通路在心肌细胞的存活、增殖和分化中发挥着重要作用。因此，miR-21-5p 作为一种关键的 miRNA，在心脏修复过程中具有多重调控作用，为心脏疾病的治疗提供了新的靶点和策略。

在整个研究过程中，未观察到与 miR-21-5p 富集的 hiPSC-CM 外泌体治疗相关的不良事件，表明其具有良好的安全性和耐受性。同时，该外泌体通过多种机制协同作用，实现了对心脏的全面修复和保护，展现出了卓越的治疗效果。

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MSC外泌体在心梗上的其他研究

由MSC外泌体传递的miRNAs调节心脏修复

在治疗心肌梗死的小鼠模型中，使用 300μg 的 miR-21a 富含的 BM-MSCs (miR-21a-BM-MSCs-Exo) 通过心肌内注射给药，以及在 SD 大鼠心肌缺血再灌注损伤 (MIRI) 模型中，通过静脉注射 400μg 提取的 BM-MSCs-exo。更多剂量，可以参考上述表格。

MSC外泌体在心梗上的临床探索

1.   NCT05669144：评估联合移植MSC外泌体和自体线粒体对冠状动脉旁路移植术（CABG）候选患者的疗效和安全性

由德黑兰医科大学发起的一项介于性I、II期临床试验。

冠状动脉旁路移植术（CABG）：一种用于治疗冠心病的手术，通过移植血管绕过阻塞的冠状动脉，以改善心肌的血液供应。然而，CABG手术并不能完全恢复心肌的正常功能，尤其是对于心肌已经受损的患者。

MSC外泌体是细胞分泌的纳米级囊泡，能够携带蛋白质、脂质和核酸等生物分子，具有促进组织修复和再生的潜力。MSCs来源的外泌体在多种疾病模型中显示出良好的治疗效果，包括心血管疾病。

自体线粒体：线粒体是细胞的能量工厂，能够提供细胞代谢所需的能量。自体线粒体移植被认为可以改善受损心肌细胞的能量代谢，促进心肌功能恢复。

• 招募对象：入选20名需要接受CABG手术的35-80岁(成人、老年人)冠心病患者。

• 分组与给药：干预组：在CABG手术过程中，将MSC外泌体和自体线粒体联合移植到患者的心肌组织中，1mL给药量（包含100ug MSC外泌体和1E+7 自体线粒体）。对照组：设置接受单纯CABG手术的患者作为对照组，以评估联合移植的额外效果。

• 观察指标：包括心功能指标（如左室射血分数LVEF、心脏收缩和舒张功能等）、心肌损伤标志物、炎症反应、移植后的安全性和不良反应等。

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展望