MSCs-EXOs递送miR-21a-5p通过靶向LATS1激活Hippo通路促进糖尿病视网膜病变中Müller细胞增殖的新机制

　　本研究针对糖尿病视网膜病变(DR)早期神经变性缺乏有效疗法的难题，揭示了间充质干细胞外泌体(MSCs-EXOs)通过携带miR-21a-5p靶向抑制LATS1基因，解除Hippo通路对YAP的抑制作用，从而促进大鼠视网膜Müller细胞(rMC-1)增殖并保护其功能。该发现为DR治疗提供了基于外泌体的靶向治疗新策略，具有重要的临床转化价值。

　　

糖尿病视网膜病变(Diabetic Retinopathy, DR)作为糖尿病最严重的微血管并发症之一，已成为工作年龄人群致盲的首要原因。传统上DR被认为是一种血管性疾病，但越来越多的证据表明，视网膜神经变性实际上早于微血管病变发生，是DR早期的重要病理特征。更令人担忧的是，当前针对微血管病变的治疗手段（如视网膜光凝）甚至会加速视网膜功能的衰退，这凸显了开发神经保护策略的紧迫性。

在视网膜复杂的细胞网络中，Müller细胞作为主要的神经胶质细胞，扮演着维持视网膜结构和功能完整性的关键角色。这些细胞不仅为神经元提供营养支持，还通过谷氨酸回收和水离子平衡调节维持视网膜内环境稳定。有趣的是，研究表明Müller细胞具有干细胞特性，在斑马鱼等模型中能够通过重编程产生视网膜祖细胞，再生所有主要视网膜细胞类型并恢复视力。然而在高葡萄糖环境中，Müller细胞增殖能力受损，导致其数量减少和功能异常，进而加速DR进展。

近年来，间充质干细胞衍生的外泌体(Mesenchymal Stem Cells-derived Exosomes, MSCs-EXOs)展现出巨大的治疗潜力。这些纳米级囊泡能够携带蛋白质、RNA等生物活性物质，通过旁分泌方式调节靶细胞功能。在眼科领域，MSCs-EXOs已被证明能够促进视网膜神经节细胞轴突生长，抑制光感受器细胞凋亡，但其对Müller细胞的作用机制尚不明确。

与此同时，Hippo信号通路作为调控细胞增殖和干细胞再生的关键通路，在组织再生中发挥重要作用。该通路的核心激酶LATS1能够磷酸化并抑制下游效应因子YAP，而YAP的激活直接调控细胞周期进程和增殖相关基因表达。值得注意的是，研究发现YAP特异性表达于成年视网膜的Müller细胞中，提示Hippo通路可能参与Müller细胞的增殖调控。

基于这些科学背景，Liya Deng和Ying Wang的研究团队提出了一个创新性假设：MSCs-EXOs可能通过调控Hippo通路促进Müller细胞增殖，从而延缓DR进展。他们的研究成果发表在《Stem Cell Research & Therapy》期刊上，为DR治疗提供了新的理论基础和治疗策略。

本研究采用了一系列先进的技术方法：通过超速离心法从人脐带间充质干细胞(hUC-MSCs)中分离外泌体，并利用透射电镜、纳米粒子追踪分析和Western blot进行鉴定；使用高葡萄糖(30mM)处理大鼠视网膜Müller细胞系(rMC-1)建立体外模型；采用CCK-8法和EdU检测评估细胞活力和增殖能力；通过Western blot和qRT-PCR分析增殖相关蛋白和细胞周期蛋白表达；利用双荧光素酶报告基因实验验证miRNA与靶基因的相互作用；采用Illumina HiSeq进行miRNA测序分析外泌体miRNA组成；通过细胞转染技术敲低LATS1基因和抑制miR-21a-5p功能。

MSCs-EXOs改善高葡萄糖诱导的rMC-1增殖能力下降

研究发现，高葡萄糖处理显著抑制了rMC-1细胞的增殖能力，EdU检测显示增殖阳性细胞比例明显降低。Western blot分析表明，高葡萄糖环境下增殖相关蛋白EGFR、YAP和细胞周期蛋白CYCLIN D1的表达均显著下调。而使用12.5μg/mL浓度的MSCs-EXOs处理能够有效逆转这种增殖抑制，显著提高细胞活力和增殖能力。

MSCs-EXOs保护高葡萄糖诱导的rMC-1功能损伤

研究进一步发现MSCs-EXOs对Müller细胞功能具有保护作用。免疫荧光显示，高葡萄糖处理显著降低了谷氨酰胺合成酶(GS)和水通道蛋白4(AQP4)的表达，这两种蛋白对Müller细胞的神经递质回收和水离子平衡功能至关重要。而MSCs-EXOs处理能够显著恢复这些功能蛋白的表达，维持细胞的正常生理功能。

MSCs-EXOs通过抑制Hippo通路促进rMC-1增殖

机制研究表明，MSCs-EXOs通过抑制Hippo信号通路发挥作用。Western blot结果显示，MSCs-EXOs处理显著降低了LATS1和磷酸化YAP(p-YAP)的表达，同时增加了YAP、EGFR和CYCLIN D1的蛋白水平。这表明MSCs-EXOs通过抑制Hippo通路，解除对YAP的抑制作用，从而促进细胞增殖。

LATS1敲低促进高葡萄糖诱导的细胞增殖

为验证Hippo通路的作用，研究团队通过RNA干扰技术敲低LATS1基因表达。结果显示，LATS1敲低能够模拟MSCs-EXOs的效果，显著促进rMC-1细胞在高葡萄糖条件下的增殖，并增加YAP、EGFR和CYCLIN D1的表达。这进一步证实了LATS1在调控Müller细胞增殖中的关键作用。

MSCs-EXOs含有miR-21a-5p通过靶向LATS1调控YAP表达

通过miRNA测序分析，研究人员发现MSCs-EXOs中miR-21a-5p含量最为丰富。生物信息学预测和双荧光素酶报告实验证实，miR-21a-5p能够直接与LATS1的3'非翻译区结合并抑制其表达。功能实验表明，抑制miR-21a-5p能够逆转MSCs-EXOs对LATS1的抑制作用，证实了miR-21a-5p/LATS1轴在MSCs-EXOs功能中的核心作用。

本研究系统阐明了MSCs-EXOs通过miR-21a-5p/LATS1/YAP轴促进糖尿病视网膜病变中Müller细胞增殖和功能保护的作用机制。研究发现不仅揭示了MSCs-EXOs治疗DR的新机制，还为开发基于外泌体的靶向治疗策略提供了理论依据。

从转化医学角度来看，这项研究具有多重重要意义：首先，明确了miR-21a-5p作为MSCs-EXOs中的关键效应分子，为外泌体治疗提供了特异性靶点；其次，揭示了Hippo通路在DR病理过程中的重要作用，拓展了对DR发病机制的认识；第三，证实了促进Müller细胞增殖可能成为DR治疗的新策略，特别是在早期神经变性阶段；最后，研究采用的脐带源间充质干细胞外泌体具有来源广泛、免疫原性低、安全性高等优势，具有良好的临床转化前景。

值得注意的是，与以往癌症研究中抑制miR-21/LATS1/YAP轴的策略不同，本研究创新性地利用这一通路促进组织修复和再生，体现了疾病特异性治疗策略的重要性。此外，研究还首次报道了MSCs-EXOs中的249种新miRNA，为后续研究提供了丰富的资源。

尽管本研究主要在细胞水平进行，但其发现为后续动物实验和临床研究奠定了坚实基础。未来研究可进一步探索MSCs-EXOs在DR动物模型中的治疗效果，优化外泌体给药途径和剂量，以及评估长期安全性和有效性。同时，基于miR-21a-5p的模拟物或抑制剂可能成为精准调控Müller细胞增殖的新工具。

总之，这项研究不仅深化了对DR发病机制的理解，而且为开发创新的治疗策略提供了科学依据，有望为糖尿病视网膜病变患者带来新的希望。