心血管疾病（CVD）是全球范圍內死亡的主要原因。即使 CVD 患者通過(guò)保守治療和手術(shù)治療可獲得緩解，但再住院率和病死率仍然較高。
各種心臟病，包括急性心肌梗死（MI）和心力衰竭（HF），繼續對人類(lèi)生命構成重大風(fēng)險，成為全球主要的公共衛生問(wèn)題。再生心臟療法被認為是一種有前景的方法，為重度心肌缺血再灌注損傷（IRI）和心力衰竭（HF）提供個(gè)性化精準治療。盡管生物功能水凝膠已廣泛應用于心臟再生與修復，但可注射的水凝膠通過(guò)微創(chuàng )介入實(shí)現的力傳感機械保護機制，為心血管疾病治療開(kāi)辟了新路徑。
2025年3月3日，上海大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院肖俊杰教授、周秋蓮博士作為共同通訊作者，在?Cell 子刊?Cell?Metabolism 上發(fā)表了題為：Injectable hydrogel with miR-222-engineered extracellular vesicles ameliorates myocardial ischemic reperfusion injury via mechanotransduction 的研究論文【1】。
該研究開(kāi)發(fā)了可注射水凝膠系統，封裝了攜帶?miR-222 的工程化細胞外囊泡，微創(chuàng )注射到心包腔后，通過(guò)機械轉導改善心肌缺血再灌注損傷（IRI）。
心肌缺血再灌注損傷（IRI）顯著(zhù)加重心臟功能障礙和心力衰竭心力衰竭（HF），導致高病死率，然而，目前仍缺乏有效的治療策略。脫細胞心臟補片在將治療藥物直接遞送至心臟組織方面顯示出相當大的療效。
肖俊杰等人此前發(fā)現，miR-222 能夠促進(jìn)心肌細胞生長(cháng)和增殖，并保護哺乳動(dòng)物心臟免受病理性重構【2】。
在這項新研究中，研究團隊開(kāi)發(fā)了一種機械性能可控的可注射的甲基丙烯酰化明膠（GelMA）水凝膠系統，研究團隊還開(kāi)發(fā)了裝載了 miR-222 的工程化細胞外囊泡（TeEV），并使用心肌缺血靶向肽（CTP）進(jìn)行修飾，作為缺血性 TeEV 療法。這些?TeEV?被包裝在了機械水凝膠中，從而制造了可注射的裝載 TeEV?的心臟補片，通過(guò)微創(chuàng )注射來(lái)治療心肌缺血再灌注損傷（IRI）。
結果顯示，這種可注射的裝載?TeEV?的心臟補片有助于 TeEV 的靶向，有效拯救了心肌缺血再灌注損傷（IRI）中的受損細胞。TeEV 持續注入心肌梗死區域可減輕急性 IRI，并減輕 IRI 后的重構。這與黏著(zhù)斑激活、細胞骨架力學(xué)增強和核力感知功能維持有關(guān)。
該研究的亮點(diǎn)：
● 靶向性 miR-222 工程化細胞外囊泡（TeEV）被封裝到機械性水凝膠（GEL）中；
● GEL-TeEV 通過(guò)微創(chuàng )注射入心包腔；
● 機械性?GEL-TeEV 補片可減輕心肌缺血再灌注損傷（IRI）后的重構；
● 治療改善與粘附、力學(xué)和機械轉導的保存相關(guān)。
這項研究不僅為將靶向性工程化細胞外囊泡以微創(chuàng )形式遞送到心臟 IRI 組織提供了見(jiàn)解，而且為 IRI 修復中的細胞納米力學(xué)和力學(xué)轉導提供了深入理解，也為使用生物工程治療補片進(jìn)行心臟病治療的力學(xué)傳感方法鋪平了道路。
論文鏈接：
1. https://www.cell.com/cell-reports-medicine/fulltext/S2666-3791(25)00060-62. https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(15)00066-2
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