间充质干细胞(MSCs)因其具有自我更新和多向分化的潜能已被广泛研究用于心肌梗死的再生治疗。有研究表明MSCs的治疗作用主要源自其分泌的外泌体所介导的旁分泌作用(MSC-Exo)。在此基础上,通过对MSCs施加不同的处理或修饰来增强MSC-Exo的治疗效能是目前研究的热点问题。
近日,南京医科大学第一附属医院(江苏省人民医院)张凤祥教授团队在国际期刊Stem Cell Research&Research 发表题为“IFN-γ enhances the efficacy of mesenchymal stromal cell-derived exosomes via miR-21 in myocardial infarction rats”的研究论文(2022 Jul 23;13(1):333),报道了MSCIFN-γ-Exo中miR-21-5p(miR-21)丰度增加,能显著抑制心肌梗死后交界区的心肌细胞凋亡、增加梗死后新生血管的数量,为保护心肌梗死后心功能提供新的治疗策略,并且提出了一种增强外泌体疗效的新方案。
张凤祥教授课题组前期的研究成果表明,缺氧诱导和MIF修饰均可以增强MSC-Exo对心肌梗死的治疗效果。干扰素-γ(IFN-γ)是由活化的T细胞和自然杀伤细胞产生的,在维持先天性和获得性免疫反应方面发挥着关键作用。有研究发现IFN-γ处理后的MSCs具有强大的免疫调节能力。进一步地,该研究利用心肌梗死模型评估IFN-γ处理后的MSCs来源的外泌体(MSCIFN-γ-Exo)的治疗效力。研究者分别提取MSCIFN-γ-Exo和对照来源的MSC-Exo,利用糖氧剥夺的体外模型和大鼠心肌梗死的体内模型验证并得出结论:MSCIFN-γ-Exo可以显著抑制细胞凋亡并促进血管新生。随后,研究人员预测并验证了miR-21的上游STAT1和下游靶蛋白BTG2。通过双荧光素酶报告基因测定和功能缺失研究等相关实验,证实STAT1/miR-21/BTG2信号轴介导了MSCIFN-γ-Exo对心肌梗死的保护作用。
综上所述,该研究报道了MSC来源的外泌体富含miR-21能保护大鼠心肌梗死后心功能,并且首次发现IFN-γ预处理干细胞可增强其外泌体的心脏保护功能,为心肌梗死的治疗提供了新的治疗方向。参考文献:IFN-γ enhances the efficacy of mesenchymal stromal cell-derived exosomes via miR-21 in myocardial infarction rats, Stem Cell Research & Research. 2022 Jul 23;13(1):333.doi: 10.1186/s13287-022-02984-z.
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