《Laboratory Animal Research》：Application of exosomes derived from human umbilical cord stem cells in the treatment of ovalbumin-induced allergic asthma in mice
编辑推荐：
本研究旨在探讨人脐带间充质干细胞来源外泌体（human umbilical cord mesenchymal stem cells-derived exosomes, hUCMSCs-exos）在卵清蛋白（ovalbumin, OVA）诱导的小鼠过敏性哮喘模型
本研究旨在探讨人脐带间充质干细胞来源外泌体（human umbilical cord mesenchymal stem cells-derived exosomes, hUCMSCs-exos）在卵清蛋白（ovalbumin, OVA）诱导的小鼠过敏性哮喘模型中的治疗潜力，并将其疗效与标准哮喘治疗药物布地奈德进行比较。研究人员通过透射电子显微镜（transmission electron microscopy, TEM）、纳米颗粒跟踪分析（Nanosight 300）及蛋白质印迹法（Western blot）对外泌体的形态、粒径及表面标志物（CD9、CD63、热休克蛋白70[HSP70]）进行了表征。结果显示，hUCMSCs-exos治疗显著降低了血浆中白细胞介素-4（interleukin-4, IL-4）和免疫球蛋白E（immunoglobulin E, IgE）水平，减少支气管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid, BALF）中白细胞及嗜酸性粒细胞计数，同时调节肺组织中M1型与M2型巨噬细胞比例及调节性T细胞（regulatory T cells, Tregs）数量，其效应与布地奈德相当。值得注意的是，hUCMSCs-exos在降低BALF嗜酸性粒细胞比例及提升肺组织M2型巨噬细胞和Tregs数量方面表现优于布地奈德。上述结果提示，hUCMSCs-exos可能具有不劣于甚至优于布地奈德的抗炎及免疫调节作用，值得进一步探索其分子机制以支持临床应用。
研究背景与意义
过敏性哮喘是一种由气道慢性炎症引起的疾病，全球患者约3亿，中国成人患病率为4.2%，儿童为3.02%。该病多由Th2型免疫反应驱动，伴随IL-4、IL-5、IL-13等细胞因子升高及IgE水平上升，导致嗜酸性粒细胞浸润和气道炎症。现有治疗如吸入性糖皮质激素布地奈德虽有效，但长期使用易引发高血压、糖尿病、骨质疏松及口腔念珠菌感染等不良反应。间充质干细胞（mesenchymal stem cells, MSCs）在肺部炎症治疗中显示出潜力，但其保存运输困难，并存在免疫排斥及致瘤风险。外泌体是一类直径30–200 nm的小细胞外囊泡，可携带蛋白质、脂质及microRNA等生物活性分子，介导细胞间通讯，具有抗炎、促进修复及免疫调节功能，且无活细胞治疗的风险，稳定性更高，低免疫原性，伦理争议较少。因此，研究人员提出利用人脐带间充质干细胞来源外泌体作为潜在的无细胞治疗手段，用于改善过敏性哮喘的气道炎症。
主要技术方法
本研究经临沂市妇女儿童医院伦理委员会批准，使用健康捐赠者的人脐带组织分离培养hUCMSCs，并通过成骨、成脂及成软骨分化实验与流式细胞术鉴定其表型。外泌体通过超速离心法从hUCMSCs培养上清中分离，并利用TEM、Nanosight 300及Western blot进行形态、粒径及标志物（CD9、CD63、HSP70）鉴定。动物实验采用6–8周龄雄性BALB/c小鼠，分为正常对照组、OVA诱导哮喘模型组、PBS处理组、布地奈德治疗组及hUCMSCs-exos治疗组。哮喘模型通过腹腔注射OVA与氢氧化铝佐剂并在雾化舱吸入5% OVA建立。治疗采用雾化吸入方式，每日两次，持续7天。研究检测指标包括血浆IL-4与IgE水平（酶联免疫吸附试验[ELISA]）、BALF中白细胞及嗜酸性粒细胞计数、肺组织HE染色炎症评分，以及转录组测序评估巨噬细胞与Tregs的浸润情况。
研究结果
hUCMSCs及外泌体表征
研究人员成功分离并培养出符合国际细胞治疗学会标准的hUCMSCs，证实其具备三系分化能力及高表达CD73、CD90、CD105。外泌体呈圆形或椭圆形，直径约50–150 nm，平均粒径78.8 nm，浓度达1.45×1010颗粒/mL，表达典型标志物CD9、CD63及HSP70。
血浆IL-4与IgE水平变化
OVA模型组IL-4与IgE显著升高，hUCMSCs-exos治疗显著降低两者水平，效果与布地奈德相当。
BALF炎症细胞浸润
模型组总白细胞及嗜酸性粒细胞计数显著增加，hUCMSCs-exos治疗显著降低两类细胞数量，且在嗜酸性粒细胞减少幅度上优于布地奈德。
肺组织病理改变
HE染色显示模型组存在明显的支气管及血管周围炎性细胞浸润，hUCMSCs-exos治疗显著减轻炎症程度，炎症评分低于布地奈德组。
肺组织免疫细胞变化
转录组分析显示，模型组M1型巨噬细胞比例升高，M2型巨噬细胞无明显变化；hUCMSCs-exos及布地奈德均显著降低M1型比例并提高M2型比例，且hUCMSCs-exos提升M2型的效果更强。Tregs比例在模型组略升高，治疗后显著增加，hUCMSCs-exos组的提升幅度高于布地奈德组。
讨论与结论
研究结果表明，hUCMSCs-exos通过减少嗜酸性粒细胞浸润、调节巨噬细胞极化（M1↓、M2↑）及增加Tregs比例，显著缓解OVA诱导的慢性气道炎症，疗效在某些指标上优于布地奈德，且无糖皮质激素的长期副作用风险。其机制可能与外泌体中携带的特定microRNA调控免疫炎症反应有关。研究局限性在于尚未明确具体分子通路、雾化对外泌体活性的影响及长期安全性数据。研究人员指出，该成果为过敏性哮喘的无细胞治疗提供了新的实验依据，但需进一步机制研究与临床验证方可推广应用。
