编辑推荐：
这篇综述聚焦干细胞来源的外泌体在心血管疾病（CVD）中的应用。详细探讨了其携带的非编码 RNA，尤其是微 RNA（miRNA），在 CVD 检测、治疗方面的潜力，为小儿心血管疾病的诊疗提供新思路，值得深入研读。
一、引言
细胞外囊泡（Extracellular Vesicles，EVs）是由所有细胞类型释放的纳米至微米大小的脂质双层膜包裹颗粒。根据大小和来源，可分为小 EVs（sEVs，多称为外泌体）、大 EVs（如微囊泡等）和凋亡小体等，还有新发现的尺寸小于 50nm 的外切体。EVs 包含蛋白质、脂质、代谢物和核酸等，在体内参与多种生理过程，如维持内环境稳定、调节免疫反应、促进血管生成等 。因其在多种疾病的诊断和治疗方面具有巨大潜力，近年来受到广泛关注，尤其是在心血管疾病（Cardiovascular Disease，CVD）领域。
外泌体（~40 - 160nm）是一类备受瞩目的小 EVs，其生物发生过程复杂且受到严格调控。从早期内体整合到晚期内体形成多泡体（Multivesicular Bodies，MVBs），MVBs 中的腔内小泡最终成为外泌体。外泌体富含特定生物标志物，可携带细胞内信号至细胞外空间。在心脏中，多种细胞类型如心肌细胞、内皮细胞等都能分泌外泌体，且不同细胞来源的外泌体携带的 “货物” 不同，在心血管生理和疾病中发挥着重要作用 。
二、细胞外囊泡在心血管疾病中的作用
CVD 是全球和各国的主要死亡原因，给医疗系统带来沉重负担。在美国，约 1.28 亿 20 岁以上的人患有某种类型的 CVD，包括冠心病、心力衰竭、中风或高血压，占总人口的 48.6% 。而先天性心脏病（Congenital Heart Disease，CHD）影响约 1% 的活产婴儿，是婴儿死亡的主要原因之一，全球约有 1330 万人患有先天性心脏缺陷，常伴有心律失常、心内膜炎、心力衰竭等并发症，严重影响生活质量 。
循环中的心脏 EVs，特别是外泌体，存在于多种体液中，在维持心脏正常结构和功能以及疾病发展过程中扮演着重要角色。它们可通过改变自身携带的 “货物” 分子来发挥作用。例如，一项研究从心脏祖细胞来源的 sEVs 中分离出三个亚群，其中中等和较小尺寸的 sEVs 具有促血管生成和抗纤维化活性 。
干细胞来源的 EVs 为开发新型个性化 CVD 疗法提供了有前景的途径。间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cells，MSCs）来源的外泌体因具有生物相容性、稳定性、易于分离和在循环中存在等优点，在治疗 CVD 方面展现出巨大潜力。它可作为无细胞系统安全且靶向地递送药物，避免了干细胞疗法的一些局限性 。在一项具有里程碑意义的研究中，干细胞来源的外泌体通过雾化器给予心肌梗死（Myocardial Infarction，MI）后的小鼠和猪，结果显示外泌体在 1 小时内到达心脏，重复给药 48 小时后仍有较高保留率。吸入外泌体的小鼠生存率提高、左心室功能增强、心脏纤维化减少且心肌细胞（Cardiomyocyte，CM）增殖增加 。
三、外泌体 “货物” 作为心血管疾病的生物标志物
传统的心血管疾病生物标志物，如心肌肌钙蛋白 T（cTnT）、细胞因子和 C 反应蛋白（CRP）等存在一定局限性。cTnT 虽为 MI 诊断的金标准，但会因血液凝块和与骨骼肌肌钙蛋白的交叉反应而升高；细胞因子缺乏特异性，难以用于 CVD 诊断；CRP 同样存在特异性不足的问题 。因此，需要更准确的生物标志物辅助诊断。新兴的生物标志物包括生长分化因子 15（GDF15）、分化簇 40（CD40）、白细胞介素 6（IL - 6）和非编码 RNA 等 。
（一）微 RNA（MicroRNAs，miRNAs）
近年来，miRNAs 被认为是外泌体的关键 “货物” 成分，在心脏疾病的病理过程中发挥重要作用并具有保护作用。在柔红霉素诱导的心脏微血管内皮细胞损伤模型中，MSC 来源的 EVs 通过过表达 miR - 186 - 5p 抑制 PARP9/STAT1 信号通路，从而发挥保护作用 。在 MI 研究中，miRNA let - 7i - 5p 被装载到骨髓来源的 MSCs 中，通过抑制心肌细胞凋亡发挥保护作用 。miR - 744 - 5p 可减轻心肌炎症和氧化应激，MSC 外泌体来源的 miR - 21 - 5p 通过靶向 YAP1 信号通路对 MI 起到保护作用 。此外，诱导多能干细胞（Induced Pluripotent Stem Cells，iPSCs）来源的 MSCs 外泌体中的 miR - 9 - 5p，在阿霉素诱导的心肌病小鼠模型中，通过抑制 VPO1/ERK 信号通路改善心脏功能、减少心脏损伤 。
miRNAs 还能介导心血管疾病药物治疗的效果。用维立西呱预处理 MSCs，可通过作用于 miR - 1180 - 3p/ETS1 通路增强 MSC 来源外泌体的治疗效果 。中药丹参汤（Danshen decoction，DSD）通过靶向 miR - 93 - 5p 调节 TXNIP/NLRP3/Caspase - 1 信号通路，减轻心肌缺血 / 再灌注（I/R）损伤 。DSD 预处理的骨髓 MSCs 来源的外泌体也可通过抑制细胞凋亡、促进 CM 自噬，改善心脏功能、减少纤维化 。
心肌细胞和其他心脏组织在应激时会释放携带特定 miRNAs 的小 EVs，这些 miRNAs 在心脏重塑中起关键作用。let - 7b - 5p 与 TLR7 相互作用，激活受体，通过促进促炎和促纤维化反应导致不良心脏重塑 ；miR - 24 - 3p 可抑制心脏成纤维细胞的促纤维化途径和胶原蛋白生成，减少心脏纤维化 ；miR - 15b - 5p 参与调节心脏代谢；巨噬细胞释放的外泌体中的 miR - 155 抑制心肌细胞增殖，而损伤的小鼠心肌细胞释放的外泌体中的 miR - 21 - 5p 则促进心脏再生 。
（二）长链非编码 RNA（Long Non - Coding RNAs，lncRNAs）
多项研究表明，干细胞来源的外泌体 lncRNAs 在心脏和血管疾病的进展及再生中具有治疗潜力。在小鼠 MI 模型中，心包内注射人脐带 MSC 来源的 EVs，其携带的 TARID（TCF21 反义 RNA 诱导去甲基化）可上调心外膜来源细胞（EPDCs）中 Tcf21 的表达，减轻 MI 后的不良重塑 。给心力衰竭大鼠注射 MSC 来源的 EVs 后，H19 水平升高，H19 与 miR - 29b - 3p 结合，引发有益的心脏重塑并改善心脏功能 。RMST（横纹肌肉瘤 2 相关转录本）与心脏纤维化有关，沉默 RMST 可减少心脏成纤维细胞增殖和细胞外基质（ECM）沉积，减轻心脏纤维化 。
lncRNA 分子还参与多种心血管疾病表型。在腹主动脉瘤和颈动脉疾病患者的组织样本中，NUDT6（靶向成纤维细胞生长因子 2 的反义转录本）表达增加，抑制 Nudt6 可降低小鼠血管疾病模型中动脉粥样硬化斑块破裂的风险 。此外，lncRNAs 在保护心脏免受阿霉素诱导的心脏毒性和病毒性心肌炎方面也发挥作用 。
（三）环状 RNA（Circular RNAs，circRNAs）
circRNAs 在减轻某些心脏疾病病理过程方面具有潜力，如心肌 I/R 损伤和心肌细胞肥大。脂肪来源的间充质干细胞（ADSCs）来源的外泌体中的 circ - Stt3b 可减少缺氧条件下的细胞死亡、活性氧（ROS）生成和炎症，激活 circ - Stt3b/miR - 15a - 5p/GPX4 信号轴，减少铁死亡 。在心肌 I/R 后的研究中，过表达 FECAR（ferroptosis - associated circRNA）可抑制 I/R 诱导的 MI，改善心脏功能 。circUtrn 在运动训练的小鼠心肌细胞中上调，对生理性心脏肥大和预防心肌 I/R 损伤具有重要作用 。在肥厚型心肌病（Hypertrophic Cardiomyopathy，HCM）中，circZFPM2 在患者组织中高度上调，敲低 circZFPM2 会促进病理肥大、破坏线粒体功能和诱导细胞凋亡，而过表达则增强 HCM 患者来源的心脏类器官的收缩性 。
（四）PIWI 相互作用 RNA（PIWI - Interacting RNAs，piRNAs）
piRNAs 是一类新兴的非编码 RNA，在心血管疾病、癌症、糖尿病和肾脏疾病等方面逐渐受到关注。在主动脉疾病中，AVCAPIR 在主动脉瓣钙化过程中显著上调，促进钙化性主动脉瓣疾病（CAVD）的发展 。而 HAAPIR 可改善主动脉夹层，提高小鼠生存率，减少血管宽度和弹性纤维破裂 。此外，piRNAs 在促进心脏细胞增殖和再生、抑制心脏纤维化以及诱导心肌细胞坏死性凋亡等方面也有作用 。
四、小儿心脏病生物标志物的当前挑战与展望
外泌体因易于分离和递送，且与 CVD 存在相关性，有望成为筛查心脏病的生物标志物。目前美国常用脉搏血氧仪筛查新生儿 CHD，但该方法只能检测出 50 - 75% 的未确诊 CHD，且无法在出生前检测 。
miRNAs 稳定性高、在血液中循环水平高，且与不同类型的 CVD 相关，比传统蛋白质生物标志物更能区分健康和患病个体 。外泌体来源的 miRNAs 在多种 CVD 模型中显示出有益的心脏保护作用，且在孕期循环中存在，可用于早期检测和干预 CHD 。
监测母体胎盘 EVs 来源的外泌体 “货物”，有助于了解胎儿发育过程中的潜在疾病，为个性化治疗提供依据 。因为胎盘是连接母体和胎儿的重要器官，胎盘和胎儿的外泌体携带的信号分子可影响心脏发育和 CM 成熟，异常调节会损害心脏功能 。孕期的子痫前期等疾病可反映在外泌体 “货物”（如 miRNAs）中，且与先天性心脏缺陷风险增加相关 。
干细胞是理想的外泌体 miRNA 来源，其具有自我更新能力，来源的 EVs 更有可能携带促进细胞和组织生长修复的 “货物” 。理论上，干细胞来源的外泌体可用于治疗多种疾病，包括心血管系统疾病 。但目前干细胞来源的外泌体在医学应用中面临一些挑战，如 EV 分离和纯化缺乏通用方案、传统分离方法的放大操作成本效益低、外泌体 “货物” 装载效率和靶向行为的优化以及长期稳定性等问题 。
通过工程化改造，可使干细胞来源的 EVs 携带特定的 miRNA “货物” 并靶向特定细胞类型 。例如，装载 miR - 302 并配备 CM 特异性肽的 MSC 来源外泌体可有效被 CM 内化，减少心肌 I/R 损伤和炎症 。结合吸入等独特的递送方法，外泌体可到达血液并靶向心脏 。
总之，干细胞来源的外泌体 miRNAs 为 CVD 的检测和治疗提供了新的、天然且多功能的途径。建议将其与现有检测方法（如脉搏血氧仪和超声心动图）结合使用，以实现对小儿心脏病的早期有效筛查 。通过工程化外泌体携带特定 miRNA “货物”，有望实现个性化医疗，为众多 CHD 和 CVD 患者带来益处。
