主动脉夹层(AD)是一种极其危险且需紧急处理的病症,其复杂的手术治疗往往伴随着较高的死亡率。目前,由于对AD分子发病机制了解不足,靶向治疗手段仍显匮乏。主动脉内侧退变是导致AD发生的关键原因之一,因此,寻找有效的材料和药物来阻止这一过程变得尤为重要。
间充质干细胞(MSCs)因具备再生能力和免疫调节特性而在多种疾病的治疗中展现出潜力,但其应用受到伦理争议、移植存活率低、免疫排斥及感染风险等因素的限制。相比之下,MSCs分泌的外泌体(Exo-MSCs)由于其高稳定性、易获取性、低免疫原性等优势,被视为一种更可行的治疗工具。外泌体含有蛋白质、核酸、miRNA等生物活性成分,可促进细胞间的通讯和组织修复。
然而,外泌体在体内循环中容易被快速清除,降低了其治疗效果。为了解决这个问题,研究者们考虑使用水凝胶作为载体来实现外泌体的持续释放。明胶甲基丙烯酸酯(GelMA)水凝胶因其优异的生物相容性和可调控的生物降解性,成为一种理想的载体材料。尤其是3D打印技术的应用,使得GelMA水凝胶在组织修复中的潜力得以进一步挖掘。
近日,吉林大学第二医院的研究人员在《纳米生物技术杂志》(J Nanobiotechnology)上发表的一项研究显示,通过3D打印技术制备的GelMA水凝胶能够实现外泌体的编程式释放,从而抑制血管平滑肌细胞(VSMCs)的铁死亡,恢复主动脉内侧的正常结构。铁死亡是一种由铁依赖性脂质过氧化物积累引发的细胞死亡形式,与AD的病理过程紧密相关。
研究人员利用紫外光固化技术将外泌体封装进GelMA水凝胶(GelMA-exos),随着水凝胶的逐步降解,外泌体被持续释放出来,有助于修复受损的主动脉内侧并抑制铁死亡。体内外实验均证实,3D打印的GelMA-exos能够有效抑制VSMCs的铁死亡,阻止其向增殖表型转变,减少细胞增殖和迁移。
这一研究不仅揭示了GelMA-exos在调控VSMCs表型转变和铁死亡中的新作用机制,还为AD的治疗开辟了新的方向,有望降低AD破裂的风险,对临床实践具有深远的意义。