【科技前瞻】Nature子刊：外泌体miRNA能够动员骨髓干细胞转运实现心肌损伤修复

生物_医药_科研 2019-04-17

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祖细胞（progenitor cell，PC）或者干细胞从骨髓（bone marrow，BM）中动员到缺血性心脏受损部位是一种生理性的修复反应。此前，人们已经使用骨髓祖细胞或干细胞进行了大量的细胞治疗临床试验，证明骨髓祖细胞或干细胞对缺血性心肌损伤的有益修复作用。但是，人们对骨髓祖细胞或干细胞的转运和招募机制依然不是十分清楚。

有研究发现，心肌来源的microRNAs（miRNA）在急性心肌梗死后会释放到体循环中，研究人员猜测这些miRNA可能影响远端其他器官的功能。近日，来自华中科技大学同济医学院附属协和医院和美国阿拉巴马大学伯明翰分校的研究人员在Nature communications杂志发表文章，报道了心肌梗死后其梗死部位会分泌外泌体miRNA到外周血中，并转移至骨髓单核细胞中促进祖细胞的动员，促进心血管修复。该研究探索了循环中在心肌表达丰度很高的miRNA（myo-miRNA）和外泌体在急性心肌梗死（acute myocardial infarction，AMI）模型小鼠中的作用。结果显示，循环myo-miRNA在外泌体中携带并介导缺血心脏组织和骨髓之间的功能性联系。在心脏发生损伤后，梗死部位的myo-miRNA迅速释放到外周血里，这些miRNA主要被包裹在外泌体中。在小鼠中，AMI伴随着循环myo-miRNA水平的增加，其中miR-1208和miR-499主要被包裹在循环外泌体中，而miR-133在非外泌体组分中。此外，研究发现myo-miRNA选择性地被外周器官所摄取，优先进入骨髓中。同时，外泌体介导的myo-miRNA向骨髓单核细胞（mononuclear cells，MNC）转移，其包裹的myo-miRNA会下调CXCR4表达。当研究人员将从AMI小鼠分离的外泌体注射到野生型小鼠中，发现野生型小鼠骨髓单核细胞中的CXCR4表达下调、循环祖细胞的数量增加。

根据这一系列研究结果，研究人员提出循环外泌体中携带的myo-miRNA会引起心脏缺血性损伤后的全身反应，具有缺损心脏组织修复潜力。

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Circulating myocardial microRNAs from infarcted hearts are carried in exosomes and mobilize bone marrow progenitor cells.

Myocardial microRNAs (myo-miRs) are released into the circulation after acute myocardial infarction (AMI). How they impact remote organs is however largely unknown. Here we show that circulating myo-miRs are carried in exosomes and mediate functional crosstalk between the ischemic heart and the bone marrow (BM). In mice, we find that AMI is accompanied by an increase in circulating levels of myo-miRs, with miR-1, 208, and 499 predominantly in circulating exosomes and miR-133 in the non-exosomal component. Myo-miRs are imported selectively to peripheral organs and preferentially to the BM. Exosomes mediate the transfer of myo-miRs to BM mononuclear cells (MNCs), where myo-miRs downregulate CXCR4 expression. Injection of exosomes isolated from AMI mice into wild-type mice downregulates CXCR4 expression in BM-MNCs and increases the number of circulating progenitor cells. Thus, we propose that myo-miRs carried in circulating exosomes allow a systemic response to cardiac injury that may be leveraged for cardiac repair.