在心血管疾病高發的今天，心肌缺血/再灌注損傷（MI/RI）如同高懸在患者頭頂的“達摩克利斯之劍”，時刻威脅著他們的生命健康。你或許會疑惑，這和我們的日常生活有什麼關係呢？其實，隨著生活節奏加快、壓力增大，心血管疾病的發病年齡逐漸提前，我們身邊的親人、朋友，甚至自己都有可能面臨心血管健康問題。
近期發表於Mater Today Bio的一項研究Cardioprotective effects of hUCMSCs-Exosi-EGR1 MN patch in MI/RI by modulating oxidative stress and mitophagy為MI/RI的治療帶來了新的希望。
MI/RI是心血管疾病常見的病理過程，當心肌缺血後恢復血流灌注時，會引發一系列氧化應激反應，進一步加重心肌損傷，導致心臟功能受損。目前的治療手段雖能起到一定作用，但仍無法滿足臨床需求，尋找更有效的治療策略迫在眉睫。
這項研究聚焦於早期生長反應1（EGR1）。EGR1作為關鍵轉錄因子，在心肌缺血/再灌注後迅速表達，會促進炎症和凋亡相關基因的表達，對心肌造成損害。而小干擾RNA（siRNA）可以精準地沉默特定基因，研究表明，沉默EGR1能抑制MI/RI誘導的細胞凋亡，為治療MI/RI提供了新的方向。
外泌體在細胞間通訊中發揮著重要作用，富含多種生物活性分子。人臍帶間充質幹細胞來源的外泌體（hUCMSCs-Exo）具有穩定性高、藥物遞送效率好的特點。研究人員利用電穿孔技術，成功將靶向EGR1的siRNA（si-EGR1）載入hUCMSCs-Exo中，製備出具有潛在治療效果的Exosi-EGR1。同時，為解決外泌體在心肌組織中留存率低的問題，研究團隊選擇Gelatin methacryloyl（GelMA）製備微針（MN）貼片。這種貼片具有良好的生物相容性、機械效能和生物降解性，能夠實現藥物的持續、穩定釋放，提高心肌組織中的藥物濃度，增強治療效果。
圖 1：含有si-EGR1的hUCMSCs-Exo的構建
接下來，讓我們重點關注一下該研究的關鍵成果。在體外實驗中，研究人員透過對心肌細胞進行氧糖剝奪/復氧（OGD/R）處理來模擬MI/RI。結果發現，Exosi-EGR1能顯著提高受損心肌細胞的活力。它有效降低了細胞內活性氧（ROS）水平，減少氧化應激對細胞的損傷；同時，降低丙二醛（MDA）含量，提高超氧化物歧化酶（SOD）活性，進一步減輕細胞的氧化損傷。在保護線粒體功能方面，Exosi-EGR1表現出色，它提升了線粒體膜電位，減少受損線粒體的數量，維持細胞的能量供應。此外，Exosi-EGR1還能促進細胞自噬、抑制細胞凋亡，從多個角度減輕心肌細胞損傷。
圖 2：hUCMSCs-Exosi-EGR1對OGD/R誘導的線粒體氧化應激的影響
體內實驗的結果同樣令人欣喜。研究人員將MN-hUCMSCs-Exosi-EGR1貼片應用於小鼠MI/RI模型。超聲心動圖檢測顯示，接受貼片治療的小鼠心臟功能得到顯著改善，左心室射血分數（LVEF）和左心室短軸縮短率（LVFS）明顯提高。組織學分析表明，心肌纖維化程度顯著減輕，心臟組織的病理變化得到明顯改善。免疫組化染色結果證實，MN貼片成功靶向沉默EGR1基因，降低了其在心肌組織中的表達水平。進一步研究發現，MN貼片能夠促進心肌細胞自噬、抑制細胞凋亡，有效減輕MI/RI對心臟的損傷。
圖 3：MN貼片改善MI/RI小鼠心臟功能
綜上所述，這項研究成功製備了hUCMSCs-Exosi-EGR1 MN貼片，並證實其在治療MI/RI方面具有顯著效果。該貼片透過調節氧化應激和線粒體自噬，有效保護了心肌細胞，改善了心臟功能。雖然目前該成果還處於研究階段，距離臨床應用還有一定距離，但它為MI/RI的治療提供了全新的思路和方向。相信在未來，隨著研究的不斷深入，這一成果有望轉化為臨床治療手段，為廣大心血管疾病患者帶來福音，讓更多人擺脫心血管疾病的困擾，擁抱健康生活。
參考文獻：
Huang C, Zhang X, Wu SX, Chang Q, Zheng ZK, Xu J. Cardioprotective effects of hUCMSCs-Exosi-EGR1 MN patch in MI/RI by modulating oxidative stress and mitophagy. Mater Today Bio. 2025;31:101500. Published 2025 Jan 19. doi:10.1016/j.mtbio.2025.101500
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