脂肪干细胞外泌体通过AMPK/mTOR介导的TFEB激活通路促进蛛网膜下腔出血后神经功能恢复

　　本研究发现脂肪干细胞外泌体（ADSC-Exos）通过激活AMPK/mTOR信号通路，促进转录因子EB（TFEB）核转位，显著增强自噬活性，从而改善蛛网膜下腔出血（SAH）后的神经功能缺损和脑水肿。该研究为SAH治疗提供了新型干细胞衍生疗法的分子机制依据，具有重要的临床转化价值。

　　

背景

蛛网膜下腔出血（SAH）作为一种破坏性神经系统疾病，现有治疗手段十分有限。间充质干细胞（MSC）来源的外泌体已被证实具有神经保护作用。本研究旨在探究脂肪干细胞外泌体（ADSC-Exos）是否通过自噬相关通路对SAH发挥治疗作用。

方法

采用脑内穿孔法建立大鼠SAH模型，分别注射含50μg、100μg或200μg外泌体的PBS溶液。通过改良神经功能缺损评分（mNSS）和脑含水量测定评估大鼠神经功能状态，并采集脑组织进行尼氏染色、免疫荧光和Western blot分析。利用氧合血红蛋白（OxyHb）诱导原代神经元建立体外SAH模型，使用AMPK抑制剂BML-275探讨ADSC-Exos诱导自噬的作用机制。

结果

研究显示ADSC-Exos显著改善SAH大鼠神经功能缺损和脑水肿，抑制神经元凋亡。治疗组Beclin1和LC3水平明显升高，Western blot和免疫荧光分析均证实ADSC-Exos处理后TFEB发生核转位。同时，p-AMPKα/AMPK水平上升而p-mTOR/mTOR水平下降。值得注意的是，BML-275的应用能够逆转ADSC-Exos的这些效应。

讨论

SAH引起的复杂病理生理变化使其治疗面临巨大挑战。干细胞疗法在神经系统疾病治疗中展现出巨大潜力。本研究证实ADSC-Exos通过AMPK/mTOR依赖性TFEB核转位增强自噬，从而发挥神经保护作用。近期研究表明，ADSC-Exos通过Nrf2-ARE通路减轻甲氨蝶呤（MTX）诱导的氧化应激损伤，并通过调控Atf3/Slc7a11表达抑制M2小胶质细胞铁死亡，促进脑缺血再灌注（I/R）损伤后的神经功能恢复。这些发现与本研究结果一致，共同证实了ADSC-Exos的神经保护效应。

自噬作为神经系统疾病研究领域的热点，在SAH发生后24小时内即可被激活，是SAH诱导神经炎症和神经功能障碍的关键机制。自噬通过清除功能异常的线粒体和过量活性氧（ROS），减轻氧化应激并抑制炎症级联反应。在哺乳动物细胞中，自噬调控主要涉及mTOR依赖性和mTOR非依赖性两条信号通路。mTOR依赖性通路中，mTOR通过形成mTOR复合物1（mTORC1）和mTOR复合物2（mTORC2）来抑制自噬活性。近年研究发现mTORC1通过调控转录因子EB（TFEB）来调节溶酶体生物合成，而TFEB核转位是控制自噬的关键机制。

本研究结果表明，ADSC-Exos通过激活自噬相关通路减轻神经损伤。LC3-II/LC3-I比值作为自噬体形成的关键标志物，Beclin-1在自噬启动中起关键作用，这些蛋白水平的升高表明ADSC-Exos有效促进自噬活性。外泌体处理后TFEB核表达显著增加，表明发生TFEB核转位。同时，ADSC-Exos增强AMPK磷酸化水平并抑制mTOR激活，这与既往报道的AMPK介导的胞质mTOR抑制促进TFEB核转位的作用机制一致。AMPK抑制剂BML-275与依维莫司联用可降低核TFEB表达以及LC3II/LC3I和Beclin1水平，进一步证实了ADSC-Exos通过AMPK/mTOR/TFEB轴诱导自噬的作用机制。

局限性

本研究存在若干局限性。首先，TFEB与SAH诱导的神经元自噬之间的确切关系尚未明确。除AMPK/mTOR/TFEB信号通路外，其他自噬调节因子可能通过潜在串扰参与这一过程。例如，近期研究表明自噬相关因子NRBF2与Rab7相互作用促进自噬体成熟，该过程同样受mTORC1介导的磷酸化调控，对SAH后内质网相关氧化应激和神经炎症损伤具有保护作用。此外，ULK1复合物（ULK1–ATG13–FIP200–ATG101）作为自噬启动的核心调控因子，在营养充足条件下被mTORC1磷酸化抑制，而在饥饿或应激状态下则被AMPK激活促进自噬启动。因此，ADSC-Exos、自噬和SAH之间的具体分子相互作用值得进一步研究。另一方面，ADSC-Exos治疗SAH的安全性和稳定性仍需额外评估。外泌体 cargo 的异质性以及潜在的种间变异性都带来了进一步挑战。迄今为止，ADSCs及其衍生物在中枢神经系统疾病应用的临床前研究仍然不足，ADSC-Exos在SAH治疗中的临床转化仍面临重大障碍。

结论

本研究结果表明ADSC-Exos通过自噬通路，特别是通过AMPK/mTOR依赖性TFEB核转位诱导的自噬，在SAH大鼠模型中发挥神经保护作用。这显示出ADSC-Exos在SAH治疗方面的巨大临床潜力。