TGF-β1预处理的间充质基质细胞来源小细胞外囊泡通过调节免疫微环境减轻角膜碱烧伤损伤

【字体: 时间:2025年07月16日 来源:Stem Cell Research & Therapy 7.1

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  本研究针对角膜化学烧伤后过度炎症反应和纤维化难题,通过TGF-β1预处理的间充质基质细胞(MSCTGFβ)来源小细胞外囊泡(sEVTGFβ),在体外和碱烧伤小鼠模型中验证其免疫调节作用。结果显示sEVTGFβ通过促进调节性T细胞(Treg)扩增、抑制促炎巨噬细胞极化,显著减轻角膜炎症和纤维化,为无细胞疗法提供新策略。

  

角膜化学烧伤是致盲性眼病的重要病因,传统糖皮质激素治疗存在穿透性差、长期使用引发青光眼等局限。爱尔兰国立大学高威分校(University of Galway)再生医学研究所的Ellen Donohoe团队在《Stem Cell Research & Therapy》发表研究,揭示了细胞因子预处理的间充质基质细胞(MSC)来源小细胞外囊泡(sEV)的治疗潜力。

研究采用超滤结合尺寸排阻色谱法分离sEV,通过纳米颗粒追踪分析(NTA)和透射电镜(TEM)表征囊泡特性。体外实验使用BALB/c小鼠骨髓来源MSC,经TGF-β1或IFN-γ预处理后提取sEV,通过流式细胞术分析其对巨噬细胞表型和T细胞功能的调控。体内实验建立C57BL/6小鼠角膜碱烧伤模型,比较结膜下注射与局部给药效果,采用光学相干断层扫描(OCT)评估角膜结构,qPCR检测炎症因子表达。

sEVTGFβ的独特表面标记特征

研究发现TGF-β1预处理使sEVTGFβ高表达CD73、CD29和CD44等MSC标志物,而IFN-γ预处理的sEVIFNγ则富集MHC I和PD-L1。透射电镜显示三类sEV均具有典型杯状形态,直径约100nm(图1A)。

巨噬细胞表型重编程

sEVTGFβ显著降低M1型巨噬细胞MHC II和CD80表达(图2C-D),并促进抗炎因子TGF-β1、IL-10分泌。这种效应可被吞噬抑制剂渥曼青霉素阻断,表明其作用依赖囊泡内化(图2E)。

Treg扩增与功能增强

在抗CD3/CD28刺激的T细胞中,sEVTGFβ使CD4+CD25++FOXP3+ Treg数量增加2倍,且FOXP3表达强度显著提高(图3D),而sEV和sEVIFNγ仅呈现趋势性作用。

角膜损伤修复的递送途径差异

结膜下给药的sEVTGFβ效果更优:第7天角膜厚度减少27%(图4B),前房深度恢复更显著(图4C)。组织学分析显示其降低IL-1β和iNOS表达,同时上调精氨酸酶-1(图5)。淋巴结流式检测证实该组CD206+抗炎巨噬细胞比例增加,Treg/Th17比值恢复至正常水平(图7D)。

该研究首次阐明TGF-β1预处理可定制sEV的免疫调节特性,其通过多重机制:(1)直接促进Treg扩增;(2)诱导巨噬细胞分泌CCL17/CCL22募集Treg;(3)重建Treg/Th17平衡。相较于传统MSC疗法,sEVTGFβ具有更优的安全性、稳定性和给药便利性,为眼表炎症性疾病提供了可转化的无细胞治疗方案。未来需进一步解析sEVTGFβ的miRNA cargo及其作用靶点,优化给药方案以延长疗效持续时间。

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