连小峰团队&苏佳灿团队联合研究：hUCMSC-exos通过调节AMPK/mTOR介导的自噬减轻脊髓损伤后血脊髓屏障破坏 | Composites Part B

近期，上海交通大学医学院附属第六人民医院骨科连小峰团队联合苏佳灿教授团队于复合材料顶级期刊《Composites Part B-engineering》(IF=12.7)以hUCMSC-derived exosomes mitigate blood-spinal cord barrier disruption by activating AMPK/mTOR-mediated autophagic flux after acute spinal cord injury为题报道了脊髓损伤（SCI）治疗的最新研究成果，详细阐述了人脐带间充质干细胞分泌的外泌体（hUCMSC-exos）在SCI中治疗的内在机制。

研究背景

血液中枢神经系统的屏障功能主要由血脑屏障(BBB)和血脊髓屏障(BSCB)维持。与BBB类似，BSCB主要由高度分化排列在脊髓毛细血管壁上的内皮细胞组成，在紧密连接蛋白（TJs）、黏附连接蛋白(AJs)、周细胞、基底膜和星形胶质细胞足突等结构的帮助下，BSCB能够对脊髓稳态起到保护和调节作用。

近年来，干细胞源性外泌体已成为治疗SCI的一种有效方法。相较于传统的干细胞移植，其具有多种优势，如获取途径便捷、免疫原性低和非致瘤性等。最近的研究表明，hUCMSC-exos在帕金森病大鼠模型中表现出良好的BBB穿透性。此外，hUCMSC-exos可以通过减少炎症性肠病模型中TJs的破坏为肠道屏障提供保护。

实验结论

在本研究中，作者团队发现hUCMSC-exos可有效改善SCI后的组织结构和运动功能恢复。通过进一步体内外的实验，作者团队发现hUCMSC-exos对损伤后的BSCB有显著的治疗作用，通过减轻TJs与AJs的丢失，治疗后BSCB的破坏会得到显著改善。在随后团队的实验中，他们发现这一治疗作用可能与内皮细胞自噬通量的激活相关，在使用自噬抑制剂3-MA后，hUCMSC-exos的治疗作用被显著逆转。

图1. hUCMSC-exos的制备及保护SCI后BSCB机制的示意图

图2. hUCMSC-exos的提取与表征

图3. .hUCMSC-exos 促进 SCI 后的运动功能、神经元恢复和组织修复

图4. hUCMSC-exos对BSCB的治疗效果

图5. hUCMSC-exos治疗后内皮细胞自噬的评估

图6.hUCMSC-exos治疗后AMPK/mTOR信号通路被激活

结论与展望

在本研究中，作者团队报道了 hUCMSC-exos对SCI的保护作用。通过体内和体外实验，团队发现hUCMSC-exos可以促进功能恢复，保持脊髓结构完整性，减少神经元丢失，并通过减轻TJs与AJs的丢失对BSCB起到保护作用。这种治疗作用是通过AMPK/mTOR信号通路激活内皮细胞自噬通量介导的。本研究结果表明，利用可以调节内皮细胞自噬通量的外泌体进行BSCB的针对性保护，从而改善SCI后的功能恢复是可行的。本研究为SCI患者开发安全、高效、多元的治疗方法开辟了新途径，具有临床转化价值，为SCI患者带来了新希望。