隨著新治療策略的不斷發(fā)展，基于細(xì)胞分泌物的療法已成為許多疾病治療的潛在選擇。今年2月，Ke Cheng 和 Kenneth B. Adler 等人于 Nature Communications 雜志（IF=12.353）上發(fā)表了題為“Inhalation of lung spheroid cell secretome and exosomes promotes lung repair in pulmonary fibrosis”[1]的文章，研究以肺球細(xì)胞分泌組（LSC-Sec）和外泌體（LSC-Exo）為研究對(duì)象，進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)及一些血液生化檢測(cè)等分析，發(fā)現(xiàn)吸入的肺球細(xì)胞分泌組和外泌體能夠通過(guò)恢復(fù)正常的肺泡結(jié)構(gòu)并減少膠原蛋白積累和成肌纖維細(xì)胞增殖的方式，來(lái)減輕或治療博來(lái)霉素和二氧化硅誘發(fā)的肺纖維化，此發(fā)現(xiàn)為 IPF 療法的發(fā)展提供了希望。

研究結(jié)果

1.LSC-Sec 對(duì)肺修復(fù)和纖維化的作用

為測(cè)試 LSC-Sec 對(duì)肺修復(fù)和纖維化的影響，研究者分別使用單一高劑量的博來(lái)霉素（Bleo）和二氧化硅構(gòu)建了小鼠肺纖維化（PF）模型（圖1a、圖2a），然后，使用霧化器連續(xù)7天對(duì)小鼠進(jìn)行細(xì)胞分泌組吸入治療。在 Bleo 模型中，LSC-Sec 使肺細(xì)胞凋亡減少（圖1d-f），通過(guò)保留肺泡上皮結(jié)構(gòu)（圖1g–h）和減少膠原蛋白沉積（圖1i-k）來(lái)減少纖維化；同樣，在二氧化硅模型中，LSC-Sec 能夠顯著降低纖維化的嚴(yán)重程度（圖2c-f），減少膠原蛋白沉積及肺泡上皮損傷（圖2f，g）。以上結(jié)果說(shuō)明，LSC-Sec 可減緩肺部纖維化和肺泡上皮損傷，并減少膠原蛋白沉積。

2. LSC-Sec 和 LSC-Exo 的蛋白質(zhì)組成

為了更好地理解 LSC-Sec 介導(dǎo)的可觀察到的具有再生能力的分子過(guò)程，研究者對(duì)3名志愿者的 LSC-Sec 進(jìn)行了蛋白質(zhì)組學(xué)分析，并與已報(bào)道的間充質(zhì)干細(xì)胞分泌組（MSC-Sec）進(jìn)行了比較。3個(gè) LSC-Sec 具有非常相似的蛋白質(zhì)組（圖3a），在共有的蛋白質(zhì)中，29.6％為分泌膜受體的細(xì)胞外蛋白，47.5％是分泌途徑未知的胞漿蛋白（圖3b）。其中的102種常見(jiàn)細(xì)胞外蛋白中，大多數(shù)是與生長(zhǎng)因子和細(xì)胞外基質(zhì)相關(guān)的蛋白，如與補(bǔ)體系統(tǒng)（C1r和蛋白聚糖）以及 Wnt 信號(hào)通路（DKK3）相關(guān)的蛋白（圖3c）。前人的研究也表明，分泌組不僅包括可溶性蛋白，還包括細(xì)胞外囊泡（EVs），特別是外泌體（Exosome）。有趣的是，在 LSC-Sec 中鑒定出的102種常見(jiàn)細(xì)胞外蛋白，約有一半也在 LSC-Exo 中鑒定出（圖3e）。并且，GO 分析表明，多數(shù) LSC-Exo 蛋白與生物粘附、細(xì)胞粘附、細(xì)胞外基質(zhì)組織、細(xì)胞外結(jié)構(gòu)組織和血小板脫粒有關(guān)（圖3f）。以上結(jié)果表明，LSC-Sec 和 LSC-Exo 中的蛋白不僅能夠分解和逆轉(zhuǎn)已經(jīng)存在的纖維化，而且還能促進(jìn)上皮以及血管的生長(zhǎng)與修復(fù)。

3. LSC-Sec 和 LSC-Exo 的治療效果

研究者在對(duì) Bleo 誘導(dǎo)的 SD 大鼠 PF 模型（圖4d）分析中發(fā)現(xiàn)，LSC-Sec 和 LSC-Exo 在維持正常肺結(jié)構(gòu)（圖4e-f）以及減少纖維化（圖4h）和膠原沉積方面均顯示出治療作用（圖4g-i），如增加水通道蛋白5（AQP5）和血管性血友病因子（vWF），以及減少 α 平滑肌肌動(dòng)蛋白（αSMA）（圖4k-n），值得一提的是，αSMA 是指示 IPF 的成肌纖維細(xì)胞標(biāo)志物。此外，在系統(tǒng)性細(xì)胞因子表達(dá)和信號(hào)傳導(dǎo)蛋白（SMAD3）的水平上，LSC-Sec 和 LSC-Exo 可緩解 SMAD3 水平以及單核細(xì)胞趨化蛋白-1（MCP 1 / CLL2）的上調(diào)（圖5a）。以上結(jié)果表明，LSC-Sec 和 LSC-Exo 可通過(guò)調(diào)節(jié)一些重要細(xì)胞因子和蛋白起到減少肺纖維化和膠原沉積的作用。

4. LSC-Exo 轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析

LSC-Exo 和間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體（MSC-Exo）的 RNA 測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)有600多種特有的 miRNA，表明外泌體中的 miRNA 可能具有多種調(diào)控作用。與鑒定出的其他 miRNA 相比， miR-99 家族以及 miR-151a、miR-10a 和 miR-30a 在 LSC-Exo 中顯著上調(diào)（圖5j）。前人的研究表明，miR-30a 在逆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（TGF-β）誘導(dǎo)的 Wnt1 誘導(dǎo)信號(hào)通路蛋白1（WISP1）、抑制線粒體裂變和防止細(xì)胞凋亡方面具有抗纖維化特性，并且， WISP1 是 IPF 患者中已知的纖維化介質(zhì)，可增強(qiáng)胞外矩陣蛋白（ECM）沉積并促進(jìn)纖維化[2]。以上結(jié)果說(shuō)明， miRNA 也提供了對(duì) LSC 因子的治療潛力的初步了解。(世聯(lián)博研(Bioexcellence)世聯(lián)博研Bioexcellence）

小編推薦會(huì)議  2020（第五屆）外泌體與疾病研討會(huì)

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