每天跑廁所十幾次、腹痛如絞，癥狀好轉(zhuǎn)沒幾天又復(fù)發(fā)，這是數(shù)千萬炎癥性腸病患者的日常煎熬。作為主要包括克羅恩病和潰瘍性結(jié)腸炎的慢性非特異性疾病，其核心癥結(jié)在于腸道持續(xù)炎癥與免疫失調(diào)，好發(fā)于15至35歲的青壯年群體，不僅打亂求學(xué)就業(yè)節(jié)奏，還可能引發(fā)腸穿孔、癌變等嚴(yán)重并發(fā)癥。

盡管靶向TNF-α、IL-12/23等靶點(diǎn)的生物制劑和小分子藥物已投入臨床，但30%至50%患者會(huì)出現(xiàn)原發(fā)性無應(yīng)答或后續(xù)療效下降，且廣譜免疫抑制帶來的全身毒性讓患者顧慮重重。如何在精準(zhǔn)恢復(fù)免疫平衡的同時(shí)，不影響全身免疫監(jiān)視功能，成為該領(lǐng)域亟待解決的難題。近期，Signal Transduct Target Ther發(fā)表的一項(xiàng)創(chuàng)新性研究，通過雙靶向工程化外泌體實(shí)現(xiàn)免疫精準(zhǔn)調(diào)控，為破解這一困境帶來了新希望。

工程化外泌體的構(gòu)建與基礎(chǔ)免疫調(diào)節(jié)作用

研究團(tuán)隊(duì)以沃頓膠間充質(zhì)干細(xì)胞為外泌體來源，通過BMI1過表達(dá)聯(lián)合缺氧預(yù)處理，顯著增強(qiáng)其免疫調(diào)節(jié)功能。這類經(jīng)改造的外泌體保留了CD9、CD63等經(jīng)典標(biāo)志物，同時(shí)高表達(dá)CCR2、CXCR4趨化因子受體，使其能夠精準(zhǔn)靶向炎癥腸道組織。此外，外泌體還富集了TGF-β、IL-10等多種免疫調(diào)節(jié)蛋白，在右旋糖酐硫酸鈉誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎模型中，展現(xiàn)出顯著的治療效果。

圖1 BMI1/缺氧預(yù)處理的沃頓膠間充質(zhì)干細(xì)胞來源外泌體對(duì)右旋糖酐硫酸鈉誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎的治療效果

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，接受治療的小鼠體重下降明顯緩解，疾病活動(dòng)指數(shù)顯著降低，結(jié)腸縮短現(xiàn)象得到改善，腸道組織的炎癥浸潤(rùn)和中性粒細(xì)胞積累也大幅減少。體外實(shí)驗(yàn)中，該外泌體還能有效抑制人外周血單個(gè)核細(xì)胞來源的CD4?和CD8?T細(xì)胞增殖，減少IFN-γ?Th1和IL-17A?Th17細(xì)胞比例，同時(shí)增加CD25?FOXP3?調(diào)節(jié)性T細(xì)胞數(shù)量，并重編程記憶T細(xì)胞表型向初始表型傾斜。

miR-27a-3p的關(guān)鍵作用：靶向PHB1調(diào)控T細(xì)胞命運(yùn)

通過miRNA測(cè)序與功能驗(yàn)證，研究團(tuán)隊(duì)確定miR-27a-3p是工程化外泌體發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用的核心分子。該微小RNA可直接靶向線粒體支架蛋白PHB1，而PHB1作為Th17細(xì)胞生物能量代謝的關(guān)鍵調(diào)控因子，其表達(dá)被抑制后，能顯著減少Th17細(xì)胞極化，同時(shí)促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞增殖。

圖2 工程化沃頓膠間充質(zhì)干細(xì)胞來源外泌體中富集的免疫調(diào)節(jié)microRNA及其對(duì)人T細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)作用

進(jìn)一步機(jī)制驗(yàn)證表明，miR-27a-3p通過結(jié)合PHB1的3'非編碼區(qū)直接抑制其表達(dá)，進(jìn)而阻斷T細(xì)胞受體信號(hào)通路下游分子激活，最終實(shí)現(xiàn)T細(xì)胞增殖和效應(yīng)分化的雙重抑制。當(dāng)使用miR-27a-3p抑制劑時(shí)，外泌體的免疫抑制作用被顯著逆轉(zhuǎn)，充分證實(shí)PHB1是其功能靶點(diǎn)。

圖3 富含miR-27a-3p的外泌體通過靶向PHB1抑制T細(xì)胞增殖和分化

雙靶向外泌體的協(xié)同增效與安全性驗(yàn)證

為進(jìn)一步提升治療效果，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了同時(shí)表達(dá)PD-L1并包裹miR-27a-3p的雙靶向外泌體。這種外泌體通過表面PD-L1與活化T細(xì)胞的PD-1結(jié)合，激活SHP2介導(dǎo)的去磷酸化過程，抑制ZAP70和AKT磷酸化，阻斷T細(xì)胞受體信號(hào)；同時(shí)通過miR-27a-3p靶向PHB1調(diào)控線粒體代謝，形成雙重協(xié)同抑制效應(yīng)。

圖4 過表達(dá)PD-L1且富含miR-27a-3p的外泌體通過PD-1通路調(diào)控抑制效應(yīng)T細(xì)胞反應(yīng)并促進(jìn)FOXP3+調(diào)節(jié)性T細(xì)胞誘導(dǎo)

功能實(shí)驗(yàn)顯示，雙靶向外泌體對(duì)T細(xì)胞增殖的抑制效果顯著優(yōu)于單一靶向外泌體或?qū)φ罩苿?，能更有效地降低Th1/Th17細(xì)胞比例，提升調(diào)節(jié)性T細(xì)胞數(shù)量。轉(zhuǎn)錄組分析也證實(shí)，經(jīng)其處理的T細(xì)胞中，IFN-γ、IL-17A等炎癥因子表達(dá)下調(diào)，F(xiàn)OXP3、IL-10等調(diào)節(jié)性基因表達(dá)上調(diào)。安全性評(píng)估顯示，該外泌體靜脈注射后未引起小鼠肝腎功能異常，主要器官也無組織病理學(xué)損傷，展現(xiàn)出良好的安全性。

臨床樣本與動(dòng)物模型的雙重驗(yàn)證

在炎癥性腸病患者來源的結(jié)腸類器官模型中，雙靶向外泌體可維持上皮細(xì)胞活力和屏障完整性，不影響細(xì)胞分化和組織結(jié)構(gòu)，也未誘導(dǎo)細(xì)胞毒性。而在人源化三硝基苯磺酸誘導(dǎo)的結(jié)腸炎小鼠模型中，系統(tǒng)給予雙靶向外泌體后，小鼠體重下降、疾病活動(dòng)指數(shù)升高的趨勢(shì)得到顯著抑制，結(jié)腸長(zhǎng)度恢復(fù)，腸道黏膜炎癥浸潤(rùn)減輕。

圖5 富含PD-L1/miR-27a-3p的外泌體在人源化結(jié)腸炎模型中恢復(fù)Th17/調(diào)節(jié)性T細(xì)胞平衡并減輕T細(xì)胞驅(qū)動(dòng)的炎癥

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，外泌體可優(yōu)先富集于炎癥腸道組織并被CD4?T細(xì)胞攝取，顯著降低結(jié)腸組織中IL-17A、IFN-γ、TNF-α等炎癥因子的mRNA水平，同時(shí)提升血清IL-10濃度，有效恢復(fù)Th17/調(diào)節(jié)性T細(xì)胞平衡。單細(xì)胞RNA測(cè)序結(jié)果顯示，雙靶向外泌體可重編程CD4?T細(xì)胞亞群分布，增加FOXP3?調(diào)節(jié)性T細(xì)胞比例，尤其是具有強(qiáng)抑制功能的亞型，同時(shí)下調(diào)細(xì)胞毒性Th1樣細(xì)胞和耗竭效應(yīng)T細(xì)胞比例，推動(dòng)免疫微環(huán)境向耐受狀態(tài)轉(zhuǎn)變。

小結(jié)

這項(xiàng)研究創(chuàng)新性地構(gòu)建了PD-L1/miR-27a-3p雙靶向工程化外泌體平臺(tái)，通過“表面免疫檢查點(diǎn)結(jié)合+胞內(nèi)微小RNA調(diào)控”的雙重機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)炎癥T細(xì)胞的精準(zhǔn)重編程。該方案既通過PD-1/PD-L1通路直接抑制效應(yīng)T細(xì)胞活化，又借助miR-27a-3p/PHB1軸調(diào)控T細(xì)胞代謝，有效恢復(fù)Th17/調(diào)節(jié)性T細(xì)胞平衡，同時(shí)維持腸道上皮完整性，避免了傳統(tǒng)治療的全身毒性風(fēng)險(xiǎn)。

與傳統(tǒng)間充質(zhì)干細(xì)胞治療相比，工程化外泌體以無細(xì)胞形式克服了移植效率和安全性顧慮，兼具靶向性、有效性和可擴(kuò)展性。這一突破性研究為炎癥性腸病提供了兼具精準(zhǔn)性、有效性和安全性的無細(xì)胞治療新策略，未來有望推動(dòng)相關(guān)療法進(jìn)入臨床，為患者帶來更優(yōu)質(zhì)的治療選擇，也為其他T細(xì)胞驅(qū)動(dòng)的炎癥性疾病治療提供了寶貴借鑒，推動(dòng)炎癥性疾病治療進(jìn)入精準(zhǔn)靶向時(shí)代。

參考文獻(xiàn)：

Oh MK, Park HS, Chae DH, et al. Engineered extracellular vesicles reprogram T cells by targeting PD-1 and PHB1 signaling in inflammatory bowel disease. Signal Transduct Target Ther. 2025;10(1):418. Published 2025 Dec 25. doi:10.1038/s41392-025-02516-0IF: 52.7 Q1

撰文 | 生物谷

編輯 | 阿拉斯加寶

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