蓝莓助力，干细胞外囊泡变身“神经守护者”！Int J Mol Sci：蓝莓处理的干细胞衍生细胞外囊泡或可治疗缺血性中风

缺血性中风是全球健康的重大威胁，其发病率和死亡率居高不下。目前，急性缺血性中风的治疗方法主要包括早期再灌注，但仍迫切需要寻找新的治疗手段。干细胞治疗为多种疾病的治疗带来了新希望，其中间充质干细胞（MSCs）具有分化为多种细胞类型的潜力，然而其在静脉应用时难以穿过血脑屏障，限制了其直接治疗中风的效果。细胞外囊泡（EVs）作为一种新兴的无细胞治疗手段，具有广泛的生物学功能，在多种疾病治疗中展现出潜力。蓝莓富含多种生物活性化合物，以往研究表明其具有抗糖化、神经保护和抗炎等作用，但蓝莓处理的干细胞衍生EVs在缺血性中风中的治疗效果尚未明确。

近期一项发表于Int J Mol Sci的研究"The Therapeutic Effects of Blueberry-Treated Stem Cell-Derived Extracellular Vesicles in Ischemic Stroke"表明，蓝莓处理的间充质干细胞（MSC）衍生的细胞外囊泡（B-EVs）在体外和体内中风模型中展现出显著的治疗效果，有望成为治疗缺血性中风的潜在药物。

在这项研究中，研究人员巧妙地从人脂肪组织来源的间充质干细胞（hADSCs）中分离出细胞外囊泡，并通过先进的冷冻透射电子显微镜（cryo-TEM）和纳米颗粒跟踪分析（NTA）技术，对其形态、大小和浓度进行了精准表征。实验结果令人振奋：经蓝莓处理的B-EVs浓度显著增加，达到了未处理的MSC衍生EV（A-EVs）的十倍之多，且二者均呈现出圆形的脂质双层膜结构，平均直径约为150 nm。

为了深入探究EVs的潜在功能，研究团队运用了基因表达谱分析和生物信息学方法，全面解析其基因表达和信号通路变化。结果发现，与A-EVs相比，B-EVs中众多与细胞死亡、神经发生和细胞周期相关的基因表达上调。通过京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路分析，揭示了B-EVs参与的六大主要信号通路，包括代谢通路、氧化磷酸化、黏着斑、肌动蛋白细胞骨架调节、阿尔茨海默病、帕金森病和亨廷顿病等，这些通路与细胞的多种生理过程和疾病发生发展密切相关。基因本体论（GO）分析则进一步表明，上调基因主要涉及细胞外基质成分构建和炎性细胞因子激活等生物学过程，为B-EVs在缺血性中风中的作用机制提供了重要线索。

在体外实验中，研究人员模拟缺血性环境，对小鼠海马神经元细胞系HT22进行氧糖剥夺（OGD）处理，随后分别加入A-EVs和B-EVs进行干预。结果清晰地显示，两种EVs均能有效提高OGD处理后HT22细胞的存活率，减少细胞凋亡，其中B-EVs的保护作用呈现出明显的剂量依赖性。这一发现有力地证明了EVs在体外对缺血性损伤的神经元细胞具有显著的保护作用，为后续体内实验奠定了坚实基础。

图1. OGD条件下EV处理的细胞活力

体内实验环节，研究团队构建了大鼠大脑中动脉阻塞（MCAo）缺血性中风模型，在术后3天分别向大鼠体内注射A-EVs或B-EVs，并通过一系列先进技术手段，如磁共振成像（MRI）、圆柱体测试、免疫组织化学和免疫荧光等，对其治疗效果进行全面评估。MRI结果表明，B-EVs治疗组大鼠在注射后4周时，梗死体积较MCAo组显著减小，降幅高达63.3%，表明B-EVs能够有效减轻缺血性脑损伤。圆柱体测试结果显示，B-EVs治疗组大鼠的运动行为能力得到显著改善，右前肢使用率明显提高，进一步证实了B-EVs对神经功能的积极修复作用。免疫组织化学和免疫荧光检测结果发现，B-EVs治疗后，大鼠脑内神经元特异性标志物NeuN和神经丝重链（NFH）阳性细胞数量显著增加，同时凋亡细胞数量明显减少，这意味着B-EVs能够促进神经元细胞的存活，减少细胞凋亡，从而发挥神经保护作用。

图2. EV在体内缺血模型中的保护作用

图3. EV的神经保护作用

总体而言，本研究成功建立了缺血性中风的细胞和动物模型，并通过一系列严谨的实验证实了B-EVs在缺血性中风治疗中的显著效果。B-EVs不仅能够增加OGD诱导的细胞损伤后的细胞活力，还能有效减少梗死体积，改善运动行为障碍。这表明B-EVs在缺血性中风的治疗中具有巨大的潜力，能够通过减少细胞凋亡，促进神经发生和改善运动功能，有望成为一种新型的治疗药物，这为挽救脑和脊髓缺血中的神经元细胞死亡带来新的希望。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Jang E, Yu H, Kim E, et al. The Therapeutic Effects of Blueberry-Treated Stem Cell-Derived Extracellular Vesicles in Ischemic Stroke. Int J Mol Sci. 2024;25(12):6362. Published 2024 Jun 8. doi:10.3390/ijms25126362