Cell子刊：上海大学肖俊杰团队开发新型水凝胶系统，封装miRNA工程化细胞外囊泡，微创注射治疗心脏病

心血管疾病（CVD）是全球范围内死亡的主要原因。即使 CVD 患者通过保守治疗和手术治疗可获得缓解，但再住院率和病死率仍然较高。

各种心脏病，包括急性心肌梗死（MI）和心力衰竭（HF），继续对人类生命构成重大风险，成为全球主要的公共卫生问题。再生心脏疗法被认为是一种有前景的方法，为重度心肌缺血再灌注损伤（IRI）和心力衰竭（HF）提供个性化精准治疗。尽管生物功能水凝胶已广泛应用于心脏再生与修复，但可注射的水凝胶通过微创介入实现的力传感机械保护机制，为心血管疾病治疗开辟了新路径。

2025年3月3日，上海大学生命科学学院肖俊杰教授、周秋莲博士作为共同通讯作者，在 Cell 子刊 Cell Metabolism 上发表了题为：Injectable hydrogel with miR-222-engineered extracellular vesicles ameliorates myocardial ischemic reperfusion injury via mechanotransduction 的研究论文。

该研究开发了可注射水凝胶系统，封装了携带 miR-222 的工程化细胞外囊泡，微创注射到心包腔后，通过机械转导改善心肌缺血再灌注损伤（IRI）。

心肌缺血再灌注损伤（IRI）显著加重心脏功能障碍和心力衰竭心力衰竭（HF），导致高病死率，然而，目前仍缺乏有效的治疗策略。脱细胞心脏补片在将治疗药物直接递送至心脏组织方面显示出相当大的疗效。

肖俊杰等人此前发现，miR-222 能够促进心肌细胞生长和增殖，并保护哺乳动物心脏免受病理性重构【2】。

在这项新研究中，研究团队开发了一种机械性能可控的可注射的甲基丙烯酰化明胶（GelMA）水凝胶系统，研究团队还开发了装载了 miR-222 的工程化细胞外囊泡（TeEV），并使用心肌缺血靶向肽（CTP）进行修饰，作为缺血性 TeEV 疗法。这些 TeEV 被包装在了机械水凝胶中，从而制造了可注射的装载 TeEV 的心脏补片，通过微创注射来治疗心肌缺血再灌注损伤（IRI）。

结果显示，这种可注射的装载 TeEV 的心脏补片有助于 TeEV 的靶向，有效拯救了心肌缺血再灌注损伤（IRI）中的受损细胞。TeEV 持续注入心肌梗死区域可减轻急性 IRI，并减轻 IRI 后的重构。这与黏着斑激活、细胞骨架力学增强和核力感知功能维持有关。

该研究的亮点：

靶向性 miR-222 工程化细胞外囊泡（TeEV）被封装到机械性水凝胶（GEL）中；

GEL-TeEV 通过微创注射入心包腔；

机械性 GEL-TeEV 补片可减轻心肌缺血再灌注损伤（IRI）后的重构；

治疗改善与粘附、力学和机械转导的保存相关。

这项研究不仅为将靶向性工程化细胞外囊泡以微创形式递送到心脏 IRI 组织提供了见解，而且为 IRI 修复中的细胞纳米力学和力学转导提供了深入理解，也为使用生物工程治疗补片进行心脏病治疗的力学传感方法铺平了道路。