解放军总医院：干细胞外囊泡促进糖尿病创面愈合，低氧预处理效果更佳

随着全球老龄化社会的到来，糖尿病患者的数量不断增加，糖尿病足、糖尿病溃疡等慢性难愈合性创面的发生率也在逐年升高。 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，改善局部血液供应，是糖尿病创面治疗的关键。

外囊泡 （外泌体就是外囊泡的一种） 是天然纳米颗粒，是理想的药物递送载体，可以作为载体递送分子和基因药 物。而低氧环境的预处理，可以改变外囊泡中某些小分子物质的成分比例，进一步提升治疗效果。

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▉ 小细胞外囊泡

细胞外囊泡 （extracellular vesicles，EVs） 包括 外泌体，微囊泡和凋亡小体 。而小于200nm的囊泡统称为小细胞外囊泡（small extracellular vesicle，sEV）， 包括外泌体和微囊泡 。 细胞外囊泡，具有独特的介导细胞间通信和相互作用。 ＜步步先生注：为解读方便，以下文中的外囊泡一律指的是小细胞外囊泡＞

▉ 低氧预处理的妙用

目前外囊泡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， 干细胞外囊泡 产量更高，并可通过改变外囊泡中的分子成分比例来应对缺氧。 不仅可提高外囊泡产量，还可增强外囊泡治疗效果。

在糖尿病创面治疗过程中，如果使用经低氧处理间充质干细胞 外囊泡 ，或许会起到更好的治疗效果。

总体而言，研究者确定了糖尿病创伤修复中存在一种未知的NETs相关机制，并为糖尿病创面治疗及局部血管修复再生提供了新的治疗策略。

sEVs） 为研究对象，研究发现：两者皆可通过抑制NETs的形成和NETs诱导的内质网应激有效促进糖尿病创面愈合，Hypo-sEVs效果更是明显。

先前的研究证实，miR-17-5p可以通过增强血管生成来改善糖尿病伤口愈合 ，而 Hypo-sEVs中 miR-17-5p 表达更丰富 。进一步的研究表明， Hypo-sEVs通过转导微小RNA-17-5p （miR-17-5p） 有效促进糖尿病创面愈合，减少过量NETs的形成 。

-02-低氧预处理外囊泡，促进糖尿病创面愈合近日，解放军总医院付小兵院士、张翠萍研究员团队，联合湖北省太和医院李海红教授课题组报道了一项研究成果，报道了糖尿病创面中存在NETs，诱导人皮肤成纤维细胞的凋亡，延迟创面的愈合。间充质干细胞外囊泡可抑制NETs的形成，促进糖尿病创面愈合。低氧培养的外囊泡效果更佳，可增强其改善创面愈合的效果。这项工作为未来糖尿病溃疡的治疗提供一种新的方案。这项研究发表在BIOACT MATER上。

研究思路

1. 过度NETs通过影响成纤维细胞功能阻碍糖尿病创面愈合

2. 内质网应激是过量NETs损伤成纤维细胞功能的原因之一

3. 低氧处理sEVs通过减少体内过量的NETs促进糖尿病创面愈合

4. 低氧处理转导miR-17-5p的sEVs通过下调TLR4/ROS/MAPK通路抑制NETs形成

5. miR-17-5p在sEVs中的过表达下调TLR4/ROS/MAPK通路并抑制NETs形成

6.TLR4基因敲除可挽救miR-17-5p对NETs形成的影响

7.sEVs miR-17-5p通过抑制NETs诱导的成纤维细胞损伤促进糖尿病伤口愈合

图1. 外囊泡抑制NETs形成，促进糖尿病创面愈合示意图

体外实验

图2 NET过度形成通过影响成纤维细胞功能阻碍糖尿病创面愈合

为了证实糖尿病创面中NETs的过量形成，研究者在糖尿病小鼠的背部制造了全层皮肤伤口，发现 糖尿病创面的中性粒细胞中渗入的NETs产量更高。 随后，研究者检测NETs对成纤维细胞的影响。结果表明，糖尿病创面中过量的NETs形成通过损害成纤维细胞的功能来抑制伤口的愈合，而低浓度的NETs显示出相反的作用。

进一步的研究表明，高浓度的NETs能够通过激活内质网应激来损害成纤维细胞的功能。

图3.低氧处理外囊泡有效抑制糖尿病创面中NETs形成以及促进创面愈合

先前的研究表明，低氧诱导的外囊泡在治疗疾病方面的表现优于常氧诱导的外囊泡。以常氧诱导的外囊泡 （Normo-sEVs） 和低氧诱导的外囊泡 （Hypo-sEVs） 为研究对象，研究发现：两者皆可通过抑制NETs的形成和NETs诱导的内质网应激有效促进糖尿病创面愈合，Hypo-sEVs效果更是明显。

先前的研究证实，miR-17-5p可以通过增强血管生成来改善糖尿病伤口愈合 ，而 Hypo-sEVs中 miR-17-5p 表达更丰富 。进一步的研究表明， Hypo-sEVs通过转导微小RNA-17-5p （miR-17-5p） 有效促进糖尿病创面愈合，减少过量NETs的形成 。

动物实验

图4. 工程化sEVs中miR-17-5p有效促进糖尿病创面愈合

体外实验

动物实验图4. 工程化sEVs中miR-17-5p有效促进糖尿病创面愈合体内实验结果表明，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。

体外实验图2 NET过度形成通过影响成纤维细胞功能阻碍糖尿病创面愈合为了证实糖尿病创面中NETs的过量形成，研究者在糖尿病小鼠的背部制造了全层皮肤伤口，发现糖尿病创面的中性粒细胞中渗入的NETs产量更高。随后，研究者检测NETs对成纤维细胞的影响。结果表明，糖尿病创面中过量的NETs形成通过损害成纤维细胞的功能来抑制伤口的愈合，而低浓度的NETs显示出相反的作用。进一步的研究表明，高浓度的NETs能够通过激活内质网应激来损害成纤维细胞的功能。

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结束语

本研究证实， 经低氧处理的人类脐带间充质干细胞外囊泡或过表达miR-17-5p的工程化间充质干细胞外囊泡， 可通过传递miR-17-5p来抑制糖尿病创面NETs的形成，加速伤口愈合。 究其机制是通过靶向TLR4和抑制MAPK信号通路来实现的 。 此外，内质网应激激活在NETs诱导的糖尿病创面愈合延迟中起主导作用。

这一工作不仅加深了对NETs在糖尿病中的理解，而且 在糖尿病创面治疗和局部血管修复方面前 景广 阔。