综述：间充质干细胞衍生的外泌体在抗NET治疗中的应用：机制、挑战与未来展望

《International Journal of Nanomedicine》：Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosomes in Anti-NET Therapy: Mechanisms, Challenges, and Future Perspectives

中性粒细胞胞外陷阱（NETs）作为先天性免疫的关键机制，其异常与败血症、自身免疫病和癌症等多种疾病相关。间充质干细胞衍生的外泌体通过抑制补体激活、调节TLR-NLRP3信号通路及保护线粒体功能，可有效抑制NETs形成，具有低免疫原性和靶向递送优势，为临床治疗提供新思路。

　　
中性粒细胞胞外陷阱（NETs）是 Innate 免疫系统中的重要防御机制，但其过度激活与多种疾病存在显著关联。近年来，间充质干细胞外泌体（MSCs-exo）因其低免疫原性、靶向递送能力和多效性，逐渐成为抑制NETs的潜在治疗策略。本文系统梳理了MSCs-exo抑制NET形成的机制、不同来源外泌体的特性差异，以及临床应用面临的挑战与优化方向。

### 一、NETs的形成机制与病理影响
NETs由中性粒细胞释放的DNA纤维网络构成，核心成分包括组蛋白、髓过氧化物酶（MPO）及弹性蛋白酶（NE）。其形成依赖NADPH氧化酶（NOX）通路，通过产生活性氧物种（ROS）触发核膜破裂，释放胞内成分形成纤维网。这一机制在清除病原体时具有关键作用，但过度激活会导致组织损伤。

研究表明，NETs通过以下途径加剧疾病进程：
1. **炎症放大**：NETs释放的S100A8/A9激活NLRP3炎症小体，形成正反馈循环，加重组织炎症（如急性肺损伤、脓毒症）。
2. **血管损伤**：NETs纤维沉积在血管内皮，导致局部血栓形成和血管功能障碍（如动脉粥样硬化、急性肺损伤）。
3. **免疫抑制**：NETs包裹肿瘤细胞促进转移，并通过释放PD-L1等分子抑制免疫细胞活性，形成肿瘤免疫微环境。
4. **组织修复障碍**：NETs过度积累阻碍伤口愈合，尤其在糖尿病溃疡中，其释放的基质金属蛋白酶（MMP-9）会抑制血管生成。

### 二、MSCs-exo抑制NETs的多维机制
#### （一）调控免疫信号通路
1. **TLR-NLRP3通路抑制**：人脐带来源的MSCs-exo富含miRNA-125a-3p，可阻断TLR4/NLRP3信号轴，降低促炎因子（如IL-1β、IL-6）释放。动物实验显示，这种抑制可使脓毒症模型中肺组织NETs减少60%以上。
2. **补体系统调控**：胚胎干细胞来源的MSCs-exo通过高表达膜锚蛋白CD59抑制补体C5b-9复合物形成，在银屑病模型中使NETs相关炎症因子IL-17、IL-23水平下降40%-50%。

#### （二）线粒体保护与功能修复
1. **线粒体传递**：hUC-MSCs-exo携带功能性线粒体，通过融合至中性粒细胞线粒体，抑制线粒体ROS爆发。糖尿病小鼠模型显示，线粒体膜电位恢复使NETs减少量达35%。
2. **mPTP通道调控**：外泌体中miRNA-17-5p可抑制线粒体渗透转换孔（mPTP）开放，在心肌缺血再灌注模型中，线粒体损伤指标（如琥珀酸脱氢酶活性）降低28%。

#### （三）诱导中性粒细胞程序性死亡
1. **凋亡通路激活**：iPSC-MSCs-exo通过miRNA-202-5p靶向TRAF3IP2分子，激活JNK通路，诱导中性粒细胞凋亡。动脉粥样硬化模型中，这种机制使血管壁NETs沉积减少45%。
2. **铁死亡抑制**：MSCs-exo通过恢复PI3K/AKT通路功能，上调谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）表达，在糖尿病足模型中使NETs诱导的铁死亡减少60%。

### 三、不同来源MSCs-exo的特性比较
| 干细胞类型 | 核心优势 | 机制特点 | 临床转化进展 |
|------------------|------------------------------|------------------------------|-----------------------|
| **骨髓MSCs** | 丰富miRNA-127-5p（靶向CD64） | 通过转录调控抑制中性粒细胞激活 | 已完成I期临床试验（新冠治疗） |
| **脐带MSCs** | 高表达CD59（补体抑制） | 直接阻断C5b-9复合物形成 | 用于神经修复（脊髓损伤） |
| **脂肪MSCs** | 富含抗氧化蛋白PRDX家族 | 清除中性粒细胞内ROS | 皮肤修复（痤疮疤痕） |
| **iPSC-MSCs** | 高水平miRNA-199（NLRP3抑制） | 双重作用：抗炎+促修复 | 早期动物实验阶段 |

#### （四）临床应用挑战与优化策略
1. **产量瓶颈**：传统2D培养法单毫升培养液仅收获0.5-1μg exos蛋白，需通过3D球状培养（如脂质体支架）提升产量5-8倍，或采用微载体培养实现倍增。
2. **靶向效率**：表面修饰策略（如融合CD63靶向中性粒细胞）可使递送效率提升至72%，结合pH响应性纳米载体可进一步优化。
3. **半衰期缩短**：外泌体体内半衰期仅4-6小时，采用生物可降解水凝胶包埋（如GMOCS载体）可使药物缓释时间延长至72小时。
4. **质量控制**：需建立标准化表征体系（包括脂质组成、蛋白标记CD81/CD63、核酸谱分析），当前国际标准ISO 22304正在制定中。

### 四、未来发展方向
1. **机制精确定位**：需区分外泌体中miRNA、mRNA、线粒体、脂质等不同成分的具体贡献比例，如通过CRISPR敲除特定miRNA验证功能。
2. **个性化治疗**：基于患者外泌体miRNA谱的个体化剂量调整，结合循环中中性粒细胞亚群检测实现精准干预。
3. **联合疗法开发**：与抗炎药物（如白三烯受体拮抗剂）或免疫检查点抑制剂联用，在肿瘤微环境中协同作用。
4. **规模化生产**：开发连续流培养系统（如微流控芯片）和生物反应器技术，使外泌体日产量从毫克级提升至克级。

### 五、临床转化关键路径
1. **剂量优化**：建立基于疾病严重程度的外泌体蛋白浓度梯度（如ALI治疗需>50μg/kg，肿瘤微环境需>100μg/kg）。
2. **给药方式创新**：雾化吸入（肺靶向）、鞘内注射（神经修复）、局部纳米载体（肿瘤靶向）等多途径协同。
3. **安全性评估**：需监测外泌体携带的病毒污染风险（目前检测下限达10^3 copies/mL）和致纤维化效应。

当前研究已证实MSCs-exo在抑制NETs相关疾病中具有显著潜力，但距离临床应用仍需突破产量、靶向性等关键技术瓶颈。未来通过多组学整合分析（蛋白质组+转录组+代谢组）和AI辅助的分子设计，有望实现外泌体疗法的精准化与高效化。