脊髓损伤(Spinal cordinjury, SCI)是一种灾难性的中枢神经系统创伤性疾病，目前尚无有效治疗策略。研究表明，SCI后脊髓损伤区出现大量的髓鞘碎片(Myelin debris)，髓鞘碎片能直接抑制轴突再生，阻碍神经功能修复。同时作为一种重要的炎症刺激因子，髓鞘碎片能招募大量骨髓源单核细胞渗入脊髓损伤区，进而分化成成熟巨噬细胞(Bone marrow derived macrophages, BMDMs)。BMDMs作为专职吞噬细胞发挥着重要的生理作用，负责吞噬和清除凋亡细胞碎片和髓鞘碎片，而这对于创造一个促进损伤修复的再生微环境至关重要。
来自中南大学湘雅医院器官损伤衰老与再生医学湖南省重点实验室胡建中教授和吕红斌教授课题组近期在Front Cell Dev Biol上发表了题为“BMSCs-derived exosomes accelerate functional recovery afterspinal cord injury by promoting the phagocytosis of macrophages to clean myelindebris“的研究论文(2021 Nov 8;9:772205)。该研究发现骨髓间充质干细胞 (Bone marrow mesenchyml stem cells, BMSCs)来源的外泌体 (BMSC-Exos)可以通过促进巨噬细胞中巨噬细胞胶原结构受体(macrophagereceptor with collagen structure, MARCO)的表达，增强巨噬细胞吞噬功能，清除脊髓损伤区域髓鞘碎片，促进脊髓损伤后轴突再生与神经功能修复。
脊髓损伤后，巨噬细胞的吞噬功能会受到损害，导致损伤局部髓鞘清除减少，产生抑制性微环境，抑制轴突再生，脊髓损伤后运动功能持续恶化。临床研究表明，髓鞘碎片可以在脊髓损伤局部滞留长达数年。而越来越多的证据表明，损伤脊髓中髓鞘碎片的持续存在不仅抑制轴突再生，还可以作为一种炎症刺激物，加剧脊髓损伤。因此，增强巨噬细胞的吞噬能力，促进巨噬细胞对受损髓鞘碎片的摄取，对脊髓损伤后的功能恢复具有重要的意义。
外泌体可以穿透血-脊髓屏障到达中枢神经系统的损伤部位，其同时携带了大量生物活性分子，如蛋白质和各种核酸：包括mRNAs, miRNAs和长非编码RNA等。BMSCs-Exos具有低免疫原性和靶向性，并含有BMSCs发挥生物学作用的关键成份，已成为一种极具吸引力的新型治疗生物制剂。在这项研究中，基于小鼠脊髓损伤模型，研究人员创新性采用“敷料式”给药的方法将负载BMSC-Exos的光固化水凝胶，孵育至脊髓损伤局部，形成新型药物治疗缓释体系。实验结果证实BMSC-Exos可以被损伤局部浸润的巨噬细胞吞噬，并通过上调巨噬细胞胶原结构受体(Macrophagereceptor with collagen structure，MARCO)的表达，挽救巨噬细胞正常生理功能，同时增强脊髓损伤区巨噬细胞的吞噬能力，促进损伤区巨噬细胞吞噬和清除髓鞘碎片，为小鼠脊髓损伤后神经轴突再生创造再生微环境，促进轴突再生，改善脊髓损伤后神经功能。而PolyG(一种MARCO拮抗剂)的应用，将损害BMSC-Exos对巨噬细胞吞噬能力的影响，导致机体对脊髓损伤部位髓鞘的清能力除受损，抑制轴突再生，使脊髓神经功能持续恶化。
这项研究确定了BMSCs-Exos的新的功能，其可作为一种无细胞免疫治疗策略，通过调节巨噬细胞的吞噬功能，进而改善脊髓损伤后的神经功能，为脊髓损伤治疗提供了一种新的治疗策略。
参考文献：
Bone MarrowMesenchymal Stem Cell-Derived Exosomes Accelerate Functional Recovery AfterSpinal Cord Injury by Promoting the Phagocytosis of Macrophages to Clean MyelinDebris. Front Cell Dev Biol. 2021 Nov 8; 9:772205.
