血管内皮祖细胞来源外泌体作为新型基因靶向载体用于心梗治疗的实验研究

As an important paracrine molecule, exosomes play a critical role in the regenerative functions of endothelial progenitor cells (EPCs). In addition, exosomes are ideal gene-delivery vectors, due to their stability, compatibility and low immunogenicity. But they have no target specific selectivity. Transmembrane proteins on the surface of exosomes can fuse with homing/targeting peptides, and display targeting peptides on the surface of exosomes at the same time, which raises the possibility of targeted delivery by exosomes. In this project, we aim to enrich homing peptide, which targets ischemic myocardium, together with Lamp-2b on the surface of exosomes, and then combines with microRNA let-7i. Exosomes with enriched homing peptide and overexpressed let-7i would be used for treatment of acute myocardial infarction.

外泌体（exosomes）作为细胞旁分泌的重要生物活性物质，是血管内皮祖细胞（endothelial progenitor cells, EPCs）发挥再生和修复功能的关键角色之一。此外，外泌体具有稳定性高、生物相容性好和免疫原性低等优势，使其成为理想的基因运送载体。但是外泌体的作用不具备靶向性。外泌体跨膜蛋白（如溶酶体相关膜蛋白-2b，Lamp-2b）可以与归巢肽（靶向性的多肽）融合，并将归巢肽展示在外泌体表面，为外泌体的靶向运送提供了可能。因此本项目拟借助外泌体跨膜蛋白Lamp-2b将靶向缺血心肌组织的归巢肽在外泌体表面同时富集，进一步结合本团队发现的具有治疗作用的microRNA let-7i，利用EPCs外泌体作为let-7i的运送载体，实现心梗区域的靶向性治疗和修复。

尽管目前治疗冠状动脉疾病的方法已经有了显著的进步，但心肌梗死的发病率和死亡率始终居高不下，严重威胁着全球人类的健康。随着再生医学的不断精进，干细胞移植修复损伤心肌、促进心肌再生的功能已在大量动物模型中得以证实。相较于干细胞直接分化为心脏细胞系的观点，研究者们更加倾向于干细胞是通过旁分泌效应来发挥保护作用。这些旁分泌因子中就包括外泌体（exosomes）。尽管exosomes的具体功能尚未研究清楚，但可以明确的是，exosomes作为一种膜型载体，选择性的将miRNA、mRNA和蛋白质等生物活性物质包裹在内，并经由供体细胞运输至受体细胞内，发挥生物学功能。实际上，在心血管疾病动物模型研究中，已经有大量报道干细胞来源exosomes可用于治疗急性心肌梗死、中风和肺动脉高压等疾病，功效显著。因此，研究exosomes可能是一条治疗心血管疾病的最新最有价值的道路。然而，天然未经修饰的exosomes在经外周注入体内后会很快在肝、脾、肾等器官中集聚并迅速被清除，很难在靶组织或器官达到有效治疗浓度。面对这一挑战，在实验中我们尝试对exosomes进行结构上的改建，以期达到增强exosomes靶向缺血心肌组织的能力，从而增强exosomes对缺血心肌的保护作用。