新生儿健康的 “隐形杀手”—— 坏死性小肠结肠炎
在新生儿的世界里,有一种疾病如同隐藏的 “杀手”,严重威胁着他们的健康,这就是坏死性小肠结肠炎(Necrotizing Enterocolitis,NEC)。NEC 是一种极为凶险的新生儿胃肠道疾病,尤其偏爱极低出生体重的婴儿,大约 7% 的新生儿会不幸中招,而且它的致死率高达 20% - 30%。NEC 的发病原因十分复杂,早产、配方奶喂养、肠道菌群失调、感染、缺氧和低体温等因素都可能成为它的 “帮凶”,共同作用导致肠道出现严重的坏死和炎症。即便现代医疗技术不断进步,NEC 依旧是新生儿健康路上的巨大挑战,它不仅会突然引发肠道的严重坏死和炎症,常常需要进行肠道切除手术,还可能导致短肠综合征,影响孩子后续的神经发育。更为棘手的是,目前还没有专门针对 NEC 的有效治疗方法,因此开发新的治疗手段迫在眉睫。
探索新疗法:凝血酶预处理间充质基质细胞衍生的细胞外囊泡
为了攻克 NEC 这一难题,来自韩国多个研究机构(包括成均馆大学、三星医疗中心等)的研究人员 Sein Hwang、Se In Sung 等人展开了深入研究,他们把目光聚焦在凝血酶预处理间充质基质细胞衍生的细胞外囊泡(thrombin-preconditioned mesenchymal stromal cell-derived extracellular vesicles,thMSC-EVs)上,试图探索其对 NEC 的治疗潜力。该研究成果发表在《Stem Cell Research & Therapy》杂志上。
研究方法:多模型、多技术联合出击
研究人员采用了多种关键技术和模型来开展这项研究。首先是细胞外囊泡的制备与鉴定,他们从人脐带华通氏胶间充质干细胞(Wharton’s jelly - mesenchymal stromal cells,WJ - MSCs)出发,用凝血酶进行预处理,然后分离出 thMSC-EVs,并对其数量和表面标记进行确认。其次,运用蛋白质组学分析技术,通过液相色谱 - 串联质谱(LC - MS/MS)来比较 thMSC-EVs 和未处理的间充质基质细胞衍生的细胞外囊泡(naïveMSC-EVs)的蛋白质组差异。此外,建立了多种实验模型,如体外的高渗、缺血和低温应激(HIT)处理的 IEC-6 细胞模型和脂多糖(LPS)处理的腹膜巨噬细胞模型,以及体内的 NEC 小鼠模型和 NEC 小鼠来源的类器官模型,从不同层面评估 thMSC-EVs 的治疗效果。
研究结果:thMSC-EVs 展现强大治疗潜力
  1. 体外实验:改善细胞活力与调节炎症:在体外实验中,研究人员模拟 NEC 的病理生理条件,对 IEC-6 细胞进行 HIT 处理。结果发现,与 naïveMSC-EVs 相比,thMSC-EVs 能显著提高 HIT 诱导的 IEC-6 细胞的活力,减少细胞凋亡。在 LPS 处理的腹膜巨噬细胞实验中,thMSC-EVs 能显著降低促炎细胞因子(IL-1α、IL-1β、TNF-α)水平,同时提高抗炎细胞因子(TGF-β)水平,展现出强大的抗炎能力。
  2. 体内实验:缓解症状与保护肠道:在 NEC 小鼠模型中,研究人员发现 thMSC-EVs 治疗组的小鼠临床症状明显改善,临床疾病评分显著降低。通过近红外荧光(NIRF)成像发现,thMSC-EVs 在 NEC 诱导的肠道中分布更多。组织学分析显示,thMSC-EVs 能显著减轻肠道损伤,减少绒毛损失,增加杯状细胞数量,维持肠道干细胞(intestinal stem cells,ISCs)标记基因(OLFM4、LGR5)的表达,减少细胞死亡,降低与肠道损伤相关的脂肪酸结合蛋白(FABP)表达,同时降低促炎细胞因子 IL-1α 的水平。
  3. 类器官实验:促进 ISCs 保存与细胞成熟:在 NEC 小鼠来源的类器官实验中,thMSC-EVs 能显著增加 OLFM4 和 Claudin-4 的表达,降低蔗糖酶 - 异麦芽糖酶(SI)、嗜铬粒蛋白 A(CHGA)和防御素(DEFA5)等应激相关标记的表达,表明 thMSC-EVs 有助于促进 ISCs 的保存,减少应激反应,促进肠上皮细胞的成熟。
  4. 蛋白质组学分析:揭示潜在治疗机制:蛋白质组学分析表明,thMSC-EVs 在抗凋亡、抗炎、细胞粘附和 Wnt 信号通路等方面比 naïveMSC-EVs 显著富集。这些通路中的关键蛋白,如 THBS1、TIMP1、ANXA1、ITGB1、FGF2 等,可能是 thMSC-EVs 发挥治疗作用的重要分子基础。
研究结论与展望:开启 NEC 治疗新篇章
综上所述,本研究证实了 thMSC-EVs 在体外、体内和类器官模型中均展现出对 NEC 的良好治疗效果。它不仅能改善细胞活力、增强细胞完整性、减少炎症反应,还能促进肠道干细胞的保存和肠上皮细胞的成熟,为 NEC 的治疗提供了新的希望。然而,目前的研究也存在一些局限性,比如在体内 NEC 模型中诱导炎症的效果不够理想,未来需要更完善的实验模型来进一步研究。未来的研究可以聚焦于确定临床应用中 thMSC-EVs 的最佳给药时间点和作用机制,开发标准化的生产方法和质量控制体系,推动其从实验室走向临床应用,为饱受 NEC 折磨的新生儿带来真正有效的治疗手段,守护他们的健康。

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