高糖微环境下异常增多的中性粒细胞胞外陷阱（neutrophil extracellular traps, NETs）是导致糖尿病创面愈合受损的重要原因。因此，抑制创面中NETs的形成，是治疗糖尿病创面的新方向。间充质干细胞来源细胞外小囊泡（small extracellular traps, sEVs）作为天然纳米载体，可携带多种小分子物质，用于糖尿病创面的治疗。而低氧环境的预处理，可以改变sEVs中某些小分子物质的成分比例，进一步提升sEVs的治疗效果。近日，BIOACT MATER在线发表了解放军总医院付小兵/张翠萍团队的研究工作“Novel neutrophil extracellular trap-related mechanisms in diabetic wounds inspire a promising treatment strategy with hypoxia-challenged small extracellular vesicles”（2023 Apr 14. doi: 10.1016/j.bioactmat. 2023.04.007）。该研究报道了糖尿病创面中存在NETs异常增多，并且NETs可通过内质网应激途径诱导人皮肤成纤维细胞的凋亡，延迟创面的愈合。间充质干细胞所分泌sEVs中miR-17-5p可通过靶向TLR4/ROS/MAPK信号通路抑制NETs的形成，促进糖尿病创面愈合。进一步研究发现，低氧刺激能够显著提升miR-17-5p在sEVs中的含量，增强其改善创面愈合的效果。解放军总医院张翠萍研究员和付小兵院士以及湖北省太和医院李海红教授为论文共同通讯作者，博士研究生褚自强、博士研究生黄启林和助理研究员马奎为共同第一作者。
目前sEVs大规模临床应用的障碍包括产量低和治疗效果不佳。低氧预处理后，供体细胞可分泌更多的sEVs，并可通过改变sEVs中的分子成分比例来应对缺氧，不仅可以提高sEVs的产量，还可以增强sEVs的治疗效果。SEVs中microRNA（miRNA）作为一种重要核酸类药物，可被转移到靶细胞中，通过抑制目的基因mRNA而发挥作用。作者研究团队前期已发表研究表明，在常氧条件下间充质干细胞分泌的 sEVs 中miR-17-5p丰度最高。然而，低氧是否能够影响sEVs中miR-17-5p的表达尚未可知，并且需要确定sEVs中miR-17-5p是否可以抑制糖尿病创面中NETs的形成。
图1 sEVs抑制NETs形成进而促进糖尿病创面愈合示意图在该研究中，作者首先探讨了NETs抑制糖尿病创面愈合的相关机制，通过提取NETs并作用于人皮肤成纤维细胞，发现高浓度的NETs可激活内质网应激以促进细胞凋亡，抑制细胞功能，对创面的愈合造成损伤。后续体外实验证实低氧条件下的sEVs（Hypo-sEVs）中miR-17-5p表达增加，并且能够靶向TLR4/ROS/MAPK来阻止过多的NETs形成。体内实验结果表明，Hypo-sEVs治疗组以及过表达miR-17-5p的工程化sEVs治疗组，在促进糖尿病创面愈合以及再生修复质量上均效果显著。
图2 Hypo-sEVs有效抑制糖尿病创面中NETs形成以及促进创面愈合
图3 工程化sEVs中miR-17-5p有效促进糖尿病创面愈合以及削弱创面中NETs对成纤维细胞的损伤综上所述，该研究报道了来自缺氧间充质干细胞的sEVs可通过递送miR-17-5p来抑制糖尿病创面中NETs的形成，并且这种效应可通过靶向TLR4和抑制MAPK信号通路而产生。此外，内质网应激在NETs诱导的糖尿病创面愈合延迟中起到重要作用。该研究不仅完善了对糖尿病创面中NETs的理解，而且还为糖尿病创面乃至于NETs相关疾病的治疗提供了一种有效方法。Novel neutrophil extracellular trap-related mechanisms in diabetic wounds inspire a promising treatment strategy with hypoxia-challenged small extracellular vesicles, Bioact Mater. 2023 Apr 14;27:257-270. doi: 10.1016/j.bioactmat.2023.04.007. eCollection 2023 Sep.外泌体资讯网 BIOACT MATER|中国人民解放军总医院付小兵/张翠萍团队：低氧诱导的sEVs抑制中性粒细胞NETs形成促进糖尿病创面治疗
