长期输注心脏球体衍生细胞可维持杜氏肌营养不良小鼠的肌肉功能和结构

《Stem Cell Reports》：Long-term preservation of muscle function and structure by repeated administration of cardiosphere-derived cells in mdx mice

本研究针对杜氏肌营养不良（DMD）这一进行性肌退行性疾病，探讨了心脏球体衍生细胞（CDCs）的长期治疗效果，发现早期重复输注小鼠心脏球体衍生细胞（mCDCs）可显著延缓疾病进展，为DMD治疗提供新思路。

　　杜氏肌营养不良（Duchenne muscular dystrophy, DMD）是一种由抗肌萎缩蛋白基因突变引起的X连锁隐性遗传性肌肉疾病，以进行性肌肉退化、炎症、纤维化为特征，最终导致患者早亡。目前，DMD的治疗手段有限，尚无法阻止疾病进展。近年来，心脏球体衍生细胞（Cardiosphere-derived cells, CDCs）作为一种潜在的细胞治疗手段，因其在改善肌肉功能和结构方面的潜力备受关注。然而，关于CDCs长期重复给药对DMD疾病进程的影响尚不清楚。为此，美国Cedars-Sinai Medical Center的研究人员开展了一项长期研究，以探索小鼠心脏球体衍生细胞（mCDCs）和人类心脏球体衍生细胞外泌体（hCDC-EVs）在DMD模型小鼠（mdx小鼠）中的长期治疗效果。研究结果表明，早期重复输注mCDCs可显著延缓mdx小鼠的疾病进展，维持肌肉功能和结构长达1年，而hCDC-EVs的治疗效果则在6个月后逐渐减弱，这可能与抗hCDC-EV抗体的产生有关。该研究为DMD的细胞治疗提供了新的见解，并为临床试验提供了理论基础，论文发表在《Stem Cell Reports》上。

研究人员采用的主要关键技术方法包括：利用8周龄的mdx小鼠模型，通过每月一次的尾静脉注射方式给予mCDCs或hCDC-EVs，持续12个月；通过分级运动测试评估小鼠的运动能力，检测肌肉力量；利用Picrosirius红染色评估肌肉纤维化程度；通过RNA测序分析肌肉组织的基因表达变化；采用酶联免疫吸附试验（ELISA）检测小鼠血清中抗hCDC-EV抗体的产生；利用荧光标记的hCDC-EVs结合光学成像技术观察其在体内的分布情况。

研究结果表明，mCDCs显著维持了mdx小鼠的运动能力和肌肉力量，降低了肌肉纤维化，并激活了肌肉再生相关基因程序，包括“肌肉细胞增殖”、“肌肉细胞分化”、“干细胞群体维持”和“肌母细胞融合调控”等基因的上调表达。此外，mCDCs还调节了与肌肉修复相关的代谢途径，如β氧化、电子传递和氧化磷酸化。相比之下，hCDC-EVs在治疗初期表现出一定的疗效，但6个月后效果逐渐减弱，且小鼠体内产生了针对hCDC-EVs的IgG抗体，这可能是其疗效减弱的原因。进一步的生物分布研究表明，hCDC-EVs能够靶向聚集到mdx小鼠的骨骼肌中，尤其是腓肠肌、趾长伸肌和胫前肌等部位。

在讨论部分，研究人员指出，尽管DMD的根本原因是基因缺陷，但炎症、退化和纤维化等继发性病理过程在疾病进展中起着重要作用。mCDCs通过靶向这些病理过程发挥治疗作用，其早期重复给药能够显著延缓DMD的进展，为临床治疗提供了新的思路。此外，尽管hCDC-EVs在临床前动物模型中表现出一定的疗效，但长期重复给药后产生的免疫反应可能限制了其长期疗效。这一发现提示，在未来的细胞治疗研究中，需要更加关注免疫反应对治疗效果的影响。总体而言，该研究为DMD的细胞治疗提供了重要的实验依据，并为未来的临床试验提供了理论支持。