脑中风，又称脑卒中或脑血管意外，有极高的致死率和致残率，目前已经成为世界上第二大致死疾病，其主要分为两大类：出血性脑中风和缺血性脑中风，其中缺血性脑中风大约占87%。重组人组织型纤溶酶原激活剂(t-PA)是目前FDA唯一批准的急性缺血性中风溶栓药物，然而t-PA的治疗时间窗较窄(小于4.5 h)，t-PA延迟治疗极易引起出血性转化等并发症，因此寻找缺血性脑中风的有效治疗药物仍是目前亟待解决的问题。植物外泌体样纳米颗粒因其经济性和标准化提取工艺，在新药的开发上有极大的潜力。近日，徐州医科大学齐素华教授/香港大学沈剑刚教授团队创新性地从常见药用植物—苦瓜中提取外泌体样纳米囊泡(Momordica charantia-exosome-like nanoparticles, MC-ELNs)并进行鉴定，对其发挥脑缺血再灌注后损伤的神经保护作用及其机制进行深入探讨。该研究成果以“Momordica charantia Exosome-Like Nanoparticles Exert Neuroprotective Effects Against Ischemic Brain Injury via Inhibiting Matrix Metalloproteinase 9 and Activating the AKT/GSK3βSignaling Pathway”为题发表在了forntiers in Pharmacology杂志上（doi: 10.3389/fphar.2022.908830）。该研究项目得到国家自然科学基金、江苏省科技厅面上项目和中国香港研究资助局卓越领域计划等的资助。
该团队使用超高速离心法提取MC-ELNs，采用SD大鼠大脑中动脉阻塞(MCAO)和四血管阻断(4-VO)脑中风模型，发现MC-ELNs能够明显减少脑急性缺血后的梗死面积，促进海马CA1区神经元存活，降低神经细胞凋亡，改善脑缺血再灌注损伤后的神经功能；MC-ELNs具有良好的BBB通透性，MC-ELNs课显著增加紧密连接蛋白ZO-1、Claudin-5的表达而发挥保护BBB完整性的作用。研究团队进一步对MC-ELNs进行生物信息学分析，发现含量具有Top3的miR5266可结合在基质金属蛋白酶MMP-9的3’UTR，抑制MMP-9的表达；并发现MC-ELNs通过下调MMP-9表达、激活AKT/GSK-3β信号通路发挥神经保护作用。
Fig.1 采用SD大鼠MCAO和4-VO脑中风模型，发现MC-ELNs具有很好的脑保护作用
Fig.2 MC-ELNs可以显著增强紧密连接蛋白ZO-1、Claudin-5表达发挥保护BBB完整性作用；通过对MC-ELNs进行生物信息学分析，发现含量具有Top3的miR5266可结合在基质金属蛋白酶MMP-9的3’UTR，抑制MMP-9的表达
Fig.3 MC-ELNs显著上调HT22细胞中磷酸化AKT（Ser473）和GSK-3β（Ser9）的表达该团队对苦瓜外泌体样纳米囊泡进行系列研究，已经报道了其抗肿瘤、心肌细胞的保护作用。植物细胞来源外泌体样纳米囊泡和从动物细胞来源的具有相似的结构，并且可以充当介导细胞间通讯的细胞外信使，可以调节动物体内病理生理过程。此外，由于植物外泌体的天然来源和组成，具有不被免疫系统识别、排斥的优点，可增强其利用率，成为潜在的治疗物质，将为缺血性中风等疾病的新药应用带来了新的希望。参考文献：Momordica charantiaExosome-Like Nanoparticles Exert Neuroprotective Effects Against Ischemic Brain Injury via Inhibiting Matrix Metalloproteinase 9 and Activating the AKT/GSK3β Signaling Pathway. Front Pharmacol. 2022 Jun 24;13:908830.
外泌体资讯网 Front Pharmacol |徐州医科大学齐素华/沈剑刚团队：苦瓜来源外泌体样颗粒对缺血性中风发挥神经保护作用
