心梗修复迎技术突破！Int J Biol Macromol：肝素微球提纯外泌体，3 倍提升心功能+抑制心室重构，临床转化近在眼前

急性心肌梗死治疗中，打通堵塞冠脉仅能解决“供血”问题，已缺血受损的心肌细胞难以再生，后续心室重构、心功能衰退仍是临床难题。外泌体作为传递生物信号的“细胞信使”，在心肌修复领域潜力显著，但传统分离方法存在纯度低、难规模化的瓶颈，制约临床转化。

近日，Int J Biol Macromol刊载的新研究，通过肝素化琼脂糖微球技术突破外泌体分离痛点，同时证实其提纯的外泌体可高效修复心梗后心脏。

研究团队以乳化、化学交联结合肝素修饰技术，成功制备肝素化琼脂糖微球（HepCAMs）。物理交联的琼脂糖微球经化学交联后粒径缩小，1000rpm搅拌条件下其粒径分布与商用微球匹配，且机械稳定性提升，冻干后仍保持球形结构；后续环氧功能化修饰与肝素偶联未改变微球粒径，同时保留良好溶胀性能与水含量。生物相容性测试显示，化学交联琼脂糖微球、环氧功能化琼脂糖微球及HepCAMs与A549细胞共培养后，细胞活力分别达95.0%、90.4%和92.3%，均超90%，为后续临床应用奠定安全性基础。

图1：搅拌速度与交联方式对琼脂糖微球粒径和形态的影响

在体外外泌体分离验证中，HepCAMs对A549细胞和人脐带间充质干细胞（HUMSCs）外泌体展现特异性捕获能力：随肝素浓度升高，外泌体捕获浓度从3.0×10⁹ particles/mL提升至5.5×10⁹ particles/mL。该方法分离的外泌体纯度达8.9×10⁷ particles/µg蛋白，是传统尺寸排阻色谱法的2倍；虽回收率略低于尺寸排阻色谱法，但杂质残留量大幅减少，更符合临床级外泌体纯度要求。透射电镜观察显示，分离的外泌体呈典型圆形囊泡结构，粒径集中于40-200nm；流式细胞术检测证实，其高表达CD9、CD63、CD81等外泌体特异性标志物，HUMSCs来源外泌体还表达CD29、CD44、CD105等细胞特异性标志物，进一步验证纯度与特异性。

图2：A549来源外泌体的形态及表面标志物验证

体外功能实验中，HUMSCs外泌体可被人脐静脉内皮细胞（HUVECs）有效内化，且显著促进HUVECs迁移：外泌体处理组伤口闭合率达96.94%，远高于无外泌体对照组的9.49%，为心肌微血管修复提供实验依据。在急性心梗小鼠模型中，研究团队通过心包腔注射HepCAMs分离的HUMSCs外泌体，28天后超声心动图显示：外泌体处理组小鼠左心室射血分数（LVEF）接近假手术组水平，是单纯心梗组的3倍（LVEF直接反映心脏泵血功能，提示外泌体可逆转心梗后功能衰退）；左心室舒张末期、收缩末期内径（LVID d、LVID s）显著降低，证实心室重构被有效抑制。

图3：外泌体治疗后心脏功能的超声心动图评估

心肌组织学检测发现，外泌体处理组血管内皮生长因子（VEGF）表达量显著高于心梗组与PBS对照组，提示外泌体通过促进心肌微血管重构改善血供；而caspase 3染色在各组间无明显差异，说明其修复效应不依赖心肌细胞凋亡调控，更聚焦微血管重构路径。同时，心梗组与PBS组心脏切片面积更大，呈明显心室重构特征，外泌体处理组心脏形态则接近假手术组，进一步佐证其对心梗后心脏结构的保护作用。

图4：心梗后28天心脏组织的VEGF蛋白表达及离体心脏切片观察

该研究不仅构建起HepCAMs外泌体分离体系，实现外泌体高纯度、可规模化分离，更证实其提纯的HUMSCs外泌体在体外促内皮细胞迁移、在体内恢复心梗小鼠心脏功能的双重活性。其核心优势在于平衡“高纯度”与“可产业化”，操作简便且安全性可控，既为外泌体产业化制备提供技术方案，也为急性心梗非细胞治疗开辟新方向。对心血管疾病领域而言，这项研究推动外泌体疗法从实验室走向临床，未来有望让更多心梗患者在冠脉通畅后，实现心肌功能的长期修复与稳定，为心梗治疗带来新的临床选择。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Chuang SH, Guo YX, Chen KJ, et al. Development of heparinized agarose microspheres for the recovery of exosomes curing acute myocardial infarction. Int J Biol Macromol. Published online November 17, 2025. doi:10.1016/j.ijbiomac.2025.149093