原标题：工程外泌体在体内重新编程Gli1+细胞，以防止血管移植物和自体病理血管钙化
ANEXT安龄生物·工程外泌体在体内重新编程Gli1+细胞，以防止血管移植物和自体病理血管钙化
心血管疾病的发病率和死亡率在全球范围内逐年上升。血管钙化作为心血管死亡的独立危险因素，是心血管疾病发病率和死亡率的重要预测因素，通常会导致血管壁硬化、管腔狭窄、血液动力学损伤，最后还会导致循环障碍。血管钙化是糖尿病、慢性肾脏病（CKD）和动脉粥样硬化最常见的并发症和病理变化，因为慢性疾病的相关代谢和炎症因素会加速血管钙化。对于体内早期血管钙化，临床上没有有效的逆转干预。随着血管钙化的加剧，患者经常需要进行血管置换，组织工程血管（TEBVs）是一种很有前途的生物血管替代品。然而，当将TEBVs植入患有糖尿病等潜在疾病的患者体内时，移植物中也容易发生钙化，并导致植入失败。对于TEBVs，一方面，有必要促进SMC的快速正常重建，以抵抗动脉瘤的发生；另一方面，有必要抑制钙化，以维持长期的稳态和血管通畅。目前，在上述病理条件下，血管钙化尚无无创治疗方法。因此，探索抑制钙化的有效策略对慢性疾病引起的自体血管钙化和血管移植物具有重要意义。
近日，重庆市第三军医科大学细胞生物学系研究团队在国际期刊杂志SCIENCE ADVANCES上发表题为“Engineered exosomes reprogram Gli1+ cells in vivo to prevent calcification of vascular grafts and autologous pathological vessels”的综述，阐释了工程外泌体在体内重新编程Gli1+细胞，以防止血管移植物和自体病理血管钙化。
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自体病理血管和组织工程血管钙化是临床上一个棘手的问题。然而，目前还没有有效和无创的治疗方法来对抗TEBVs和自体病理血管的钙化。Gli1+细胞是平滑肌细胞（SMC）的祖细胞，可以分化为成骨细胞样细胞，导致血管钙化。结果表明，TEBV中Gli1+细胞的时空分布与TEBV钙化程度呈正相关。研究团队设计了一种由来源于间充质干细胞的外泌体组成的抗钙化方法，该外泌体递送lncRNA-ANCR以构建工程外泌体ANCR/E7-EXO。结果表明，Ancr/E7-EXO能有效靶向Gli1+细胞，促进SMC的快速重建，并显著抑制Gli1+细胞向成骨样细胞的分化。此外，Ancr/E7-EXO可显著抑制慢性肾脏疾病引起的血管钙化。因此，Ancr/E7-EXO对Gli1+细胞进行了重新编程，以防止血管移植物和自体病理血管钙化，为有效的抗钙化提供了独特的见解。
工程外泌体Ancr/E7-EXO重编程Gli1+细胞以防止体内血管移植物和自体病理血管钙化的方案
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越来越多的研究表明，在病理条件下，内源性血管祖细胞在血管重塑疾病的发生和发展中发挥作用。它们可能是原始祖细胞的储存库，并可能参与血管钙化和血管软骨化生。Gli1+细胞具有间充质干细胞（MSC）形态和典型的表面标志物，具有三系分化能力，在组织中形成广泛的血管周围网络，并存在于血管外膜中、。研究表明，Gli1+细胞促进H型再生血管的形成，用于组织再生和修复。最近的研究表明，Gli1+细胞是血管平滑肌细胞（VSMCs）的祖细胞，在急性血管损伤中分化为高分化的SMC，而在慢性血管损伤疾病中，Gli3+细胞可以分化为成骨细胞样细胞，这可能导致血管钙化。因此，靶向Gli1+细胞并在体内重新编程可能是治疗血管钙化的一种有趣的方法。
外泌体是直径为30-100nm的细胞外囊泡，可以携带RNA，并通过在细胞之间传递信息和调节细胞间通讯来影响细胞功能。来源于MSCs的外泌体通过分泌细胞因子和诱导细胞分化来促进损伤后的血管修复，并广泛用于心血管疾病。同时，外泌体是再生医学中非常有前途的纳米囊泡，携带药物或核酸调节组织损伤修复和再生，在体内显示出安全性和有效性。LncRNA-ANCR在先前的研究中已经显示出抑制成骨细胞分化的能力。在人成骨细胞分化过程中，lncRNA ANCR的表达显著降低，而其表达通过募集增强子EZH2抑制Runt相关转录因子2（Runx2）的表达来抑制人成骨骨细胞的分化。LncRNA-ANCR沉默可以在体外和体内促进绝经后成骨细胞的成骨作用。
受外泌体负载和递送信号分子潜力的启发，我们希望通过工程方法将外泌体治疗与长链非编码RNA（lncRNA）治疗相结合，并通过负载lncRNA ANCR和靶向Gli1+细胞来调节Gli2+细胞的分化趋势。外泌体的表面修饰可以实现体内靶向。先前的研究表明，E7肽对MSC具有特殊的亲和力，并可促进MSC归巢。因此，研究人员设计并构建了Lamp2b-E7质粒，将其转染到人骨髓间充质干细胞（HuBM-MSCs）中，并通过电穿孔将lncRNA-ANCR引入HuBM-MSC衍生的E7-EXO中，构建了工程外泌体ANCR/E7-EXO。通过尾静脉注射，Ancr/E7-EXO可以募集CKD大鼠血管钙化部位，进而抑制Gli1+细胞的成骨分化。通过静电自组装将Ancr/E7-EXO修饰在TEBVs上，可以调节Gli1+细胞在高糖环境下分化为可收缩的SMC，促进TEBVs中SMC的重建，并有效抑制体内钙化。
工程外泌体Ancr/E7-EXO方案在体内重新编程Gli1+细胞，以防止血管移植物和自体病理血管钙化。工程外泌体的构建用ANCR和表面修饰的E7肽ANCR/E7-EXO负载。通过自组装将Ancr/E7-EXO修饰为TEBVs，调节Gli1+细胞向可收缩SMC的分化，并在体内抑制血管移植物钙化。通过CKD大鼠尾静脉注射的Ancr/E7-EXO因Gli1+细胞而积聚在钙化部位，逆转Gli3+细胞的成骨分化，抑制自体血管钙化。
TEBVs的长期通畅性、正常形态和机械性能检查
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综上所述，该研究中设计的Ancr/E7-EXO可以通过修改TEBVs来有效地捕获和重新编程Gli1+细胞，从而加速TEBVs平滑肌层的正常重建，并显著抑制钙化。Ancr/E7-EXO也可以静脉注入，这可以丰富钙化部位，并显著抑制CKD引起的自体血管钙化。这种方法为复杂病理条件下的血管钙化和其他心血管移植物钙化提供了一种有前途的治疗策略，在临床应用中具有转化价值。
（ANEXT安龄生物科技研发中心）返回搜狐，查看更多
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