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研究人员阐明了细胞外囊泡的愈合机制 并在片上心脏上展示了它们的愈合能力

细胞外小泡(EVs)是在细胞之间传播以传递信号和货物的纳米级信使,是用于从自体免疫和神经退行性疾病到癌症和组织损伤的一切事物的下一代疗法的有前途的工具。来自干细胞的电动汽车已被证明可以帮助心脏病发作后的心脏细胞恢复,但究竟如何提供帮助以及其有益效果是否专门针对源自干细胞的电动汽车仍是一个谜。

现在,哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)的研究人员揭示了电动汽车治愈能力背后的潜在机制,并证明了它们不仅能够在心脏病发作后使细胞恢复活力,而且还能在缺氧的情况下保持细胞功能在心脏病发作期间。研究人员使用带有嵌入式传感器的芯片上心脏在人体组织中演示了这种功能,该传感器不断跟踪组织的收缩情况。

研究小组还证明,这些细胞间的旅行者可能来自内皮细胞,内皮细胞位于血管表面,比干细胞更丰富,更易于维护。

该研究发表在《科学转化医学》上。

SEAS的塔尔家族生物工程与应用物理教授,该研究的高级作者基特·帕克说:“我们的片上器官技术已经发展到了现在我们可以对抗药物靶标而不是芯片设计的水平。”“通过这项研究,我们在人类细胞芯片上模拟了人类疾病,并开发了一种新颖的治疗方法。”

当心脏的血液流动受阻时,就会发生心脏病发作或心肌梗塞。当然,治疗心脏病的最好方法是恢复血液流动,但该过程实际上可能对心脏细胞造成更多损害。当缺氧一段时间后血液供应返回组织时,就会发生所谓的缺血再灌注损伤(IRI)或再充氧损伤。

SEAS和Wyss生物启发工程研究所的博士后Moran Yadid说:“对IRI的细胞反应涉及多种机制,例如钙和质子超负荷,氧化应激,线粒体功能障碍等。”“这一复杂的过程对开发能够解决这些问题的有效疗法提出了挑战。”

那就是内皮源电动汽车(EEV)的来源。由于这些囊泡是从血管组织衍生而来的,这种囊泡经过专门调节以感知低氧应激,因此研究人员推测它们所携带的货物可以为心肌提供直接保护。

研究人员绘制了囊泡可以表达或可以表达的整个EEV蛋白图谱。

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