間充質干細胞衍生的胞外囊泡治療肺部疾病的研究進展

王唱垚，王華

·綜述·

間充質干細胞衍生的胞外囊泡治療肺部疾病的研究進展

王唱垚，王華

071002 保定，河北大學生命科學學院（王唱垚）；100850 北京，軍事醫學研究院輻射醫學研究所（王唱垚、王華）

肺部疾病主要是指肺臟本身的疾病或者是疾病的肺部表現，大多是因暴露于污染的環境或是職業因素，引起的肺臟不同程度的損傷，因此肺部疾病具有較高的發病率。根據肺部疾病的發病過程不同可以將其分為慢性肺部疾病和急性肺損傷。無論是哪種肺部疾病，一般都會引起抗炎因子（促炎因子）和抗纖維化因子（促纖維化因子）的平衡紊亂，從而導致組織損傷[1]。目前針對不同肺部疾病，大多采用以抗菌類、抗病毒類、糖皮質激素等藥物為主的對癥治療。針對部分氣管、支氣管疾病也可采用介入治療，部分嚴重的肺部疾病則需選擇手術治療。這些治療手段的療效和預后尚需進一步提高，因此，亟需尋找新的治療策略。

間充質干細胞（mesenchymal stem cells，MSCs）具有組織修復和免疫調節作用。因此，針對哮喘、慢性阻塞性肺疾病等多種慢性炎癥性肺部疾病，已開展了多項臨床前及臨床研究，證實了 MSCs 的安全性及初步有效性[2]。盡管 MSCs 的作用機制尚未完全闡明，但局部或全身給與 MSCs，能夠通過分泌生物活性物質促進內源性修復途徑的激活并調節免疫細胞，從而改善炎癥和參與組織重塑過程[3]。這些釋放的生物活性物質中就包括胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）。研究表明，MSCs 來源的 EVs 具有與 MSCs 相似的生物學功能[4]，且比 MSCs 的免疫原性低，組織滲透性高，致瘤性和栓塞形成等副作用小，因此 EVs 被認為是一種可替代 MSCs 的更安全的無細胞治療產品，廣泛應用于再生醫學研究領域[5]。本文就 MSCs 衍生的 EVs 治療肺部疾病的研究現狀進行綜述。

1 EVs

EVs 是由細胞釋放到胞外空間的膜源性囊泡，直徑從 50 nm 到 5 μm，在細胞間通訊中發揮關鍵作用。EVs 中包含著各種具有生物活性的生物分子，如蛋白質、脂質、DNA、mRNA、microRNAs 等。但 EVs 中的這些生物活性分子與親本細胞中的表達并不完全相同。有研究分析了 MSCs 來源的 EVs 中近 400 種 miRNAs，發現與親本 MSCs 相比，EVs 中 miR-148a、miR-378、miR-532-5p 和 let7f 四種 miRNAs 的水平顯著升高。此外，MSCs 的蛋白表達譜、表達水平與 EVs 之間也存在顯著差異，其中與血管生成、凋亡、凝血、細胞外基質重塑和炎癥相關的蛋白質在 EVs 中的表達高于其親本細胞[6]。EVs 既可以通過特異性受體-配體相互作用直接刺激靶細胞，也可以通過靶細胞對 EVs 的內吞、融合或吞噬，將生物活性脂質以及胞內 RNA 和蛋白質等生物分子轉移到靶細胞來發揮作用[7-8]。在一項臨床研究中（MEXVT 研究，NCT04313647），健康志愿者接受異體脂肪干細胞來源的胞外囊泡（haMSC-EV）霧化后，未觀察到嚴重不良反應，提示 haMSC-EV 可能是未來可應用于臨床治療肺損傷疾病的新策略。

1.1 EVs 的生物學特征和分類

根據 EVs 的大小、分泌方式的不同可以將 EVs 分為外泌體、微囊泡和凋亡小體。外泌體是最小的 EVs，直徑為 50 ～ 150 nm。外泌體的形成發生在核內體成熟為多囊體的過程中，當多囊體與質膜融合，多囊體內的腔內囊泡被釋放到細胞外空間，就形成了外泌體[9]。外泌體含有一系列保守的蛋白質，包括四跨膜蛋白（CD9、CD63、CD81），熱休克蛋白（Hsp60、Hsp70 和 Hsp90），TSG101 和 MHC I 類和 II 類分子，這些蛋白質常作為外泌體鑒定的標志物。

微囊泡的大小在 100 ～ 1000 nm，由質膜向外出芽產生。磷脂酰絲氨酸轉位到外膜小葉，并通過肌動蛋白-肌球蛋白相互作用收縮細胞骨架結構形成微囊泡[10]。微囊泡含有大量的磷脂酰絲氨酸、膽固醇和與脂筏相關的蛋白質，并富含鞘磷脂和神經酰胺。其中二磷酸腺苷核糖基化因子6和囊泡相關膜蛋白3可以作為鑒定微囊泡的標志物[10]。

凋亡小體是 EVs 中最大的一類，大小為 1 ～ 5 μm，通過細胞死亡時凋亡細胞膜的特征性起泡和突起產生的。在接收到正常生理信號或致病過程觸發的程序性細胞死亡時，膜發生起泡，形成凋亡突起。這些突起物分解形成凋亡小體，包含細胞器、核基因組 DNA、碎片狀核酸等生物活性物質[11]。通常，巨噬細胞可以識別凋亡小體特異的質膜標記物，然后進行吞噬去除[12]。

1.2 EVs 治療肺部疾病的作用機制

1.2.1 免疫調節和抗炎作用 免疫調節異常是許多肺部疾病的重要病理特征，MSCs 衍生的EVs 具有和 MSCs 相同的免疫調節能力。研究發現 MSCs 衍生的 EVs 可以以劑量依賴的方式抑制 B 細胞的增殖分化[13]。同樣，EVs 也能夠促進 T 細胞的激活，研究發現骨髓 MSCs 來源的EVs 能夠誘導輔助性 T 細胞向 Th2 型細胞轉化，抑制T 細胞向分泌 IL-17 的效應 T 細胞分化，并增加調節性T 細胞水平[14]。EVs 還可以上調調節性 T 細胞和效應T 細胞之間的比例，減少促炎細胞因子的釋放，包括干擾素-γ、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）和 IL-1β，同時增加抗炎細胞因子的產生，如轉化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）、IL-10 和前列腺素 E2[15]。除了對 B 細胞和 T 細胞具有調節作用之外，MSCs 衍生的 EVs 還能夠將巨噬細胞從炎性 M1 表型極化為抗炎 M2 表型，來自脂多糖預處理的 MSCs 的 EVs 可以促進巨噬細胞向 M2 型極化，并上調抗炎因子的表達[16]。在細菌性肺炎小鼠模型中，MSCs 來源的微囊泡通過分泌角質細胞生長因子，并減少炎癥因子的分泌，從而提高模型小鼠的存活率[17]。在高氧誘導的實驗性支氣管肺發育不良小鼠模型中，骨髓和臍帶 MSCs 來源的外泌體能夠通過調節肺巨噬細胞表型來減輕炎癥、改善肺功能、減少纖維化和肺血管重塑、降低肺動脈高壓，從而治療高氧誘導的支氣管肺發育不良[18]。此外，MSCs 衍生的 EVs 也可以通過恢復線粒體轉錄因子 A（recombinant transcription factor A，mitochondrial，TFAM）維持 TFAM-mtDNA 復合物的穩定，防止靶細胞 mtDNA 損傷和 mtDNA 向胞質泄漏，從而有效地減輕細胞的線粒體損傷和炎癥[19]。

1.2.2 促進組織修復 肺微血管內皮細胞和肺泡上皮細胞是多種疾病中最容易受到損傷的兩種細胞，尤其是在急性肺損傷的情況下，這兩種細胞的損傷很容易引起急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）并增加患者的死亡率。而 MSCs 衍生的 EVs 對這兩種細胞的損傷均有著潛在的修復作用。EVs 可以將血管生成素-1（angiopoietin-1，Ang1）的 mRNA 轉移到受損內皮細胞，降低炎癥損傷的人肺微血管內皮細胞的蛋白質滲透性，阻止細胞骨架蛋白 F-肌動蛋白重組為“肌動蛋白應力纖維”，并恢復細胞緊密連接蛋白 ZO-1 和黏附分子連接蛋白 VE-鈣黏蛋白[20]。MSCs 衍生的 EVs 對肺泡上皮細胞也有著一定的修復作用，EVs 可以增加被炎癥因子損傷的肺泡 II 型上皮細胞的ATP并增加細胞存活率[17]。在芥子氣引起的肺損傷模型中，骨髓 MSCs 來源的外泌體通過上調 G 蛋白偶聯受體家族 C5 組成員 A 重組蛋白來調控 Yes 相關蛋白通路，促進 B 淋巴細胞瘤-2 基因（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）和連接蛋白的表達，從而抑制細胞凋亡，促進上皮細胞屏障功能的恢復[21]。目前關于 EVs 發揮組織修復作用的機制之一可能是通過促進血管生成，或誘導肝細胞生長因子、細胞外調節蛋白激酶和受細胞刺激作用激活的蛋白激酶等通路調控與凋亡、細胞骨架重組和缺氧相關的 mRNA 的表達[22-23]。

1.2.3 抗菌活性 肺炎鏈球菌、金黃色葡萄球菌、流感嗜血桿菌等細菌常常會引起細菌性肺炎，嚴重時也會引起 ARDS，更甚會導致死亡。MSCs 能夠分泌一些抗微生物因子，如抗菌肽 LL-37，增強免疫細胞對細菌的吞噬[24]；MSCs 也可以通過抑制中性粒細胞凋亡，增強白細胞功能達到抗菌的作用[25]。而 MSCs 衍生的 EVs 也有同樣的效果，在嚴重細菌性肺炎中，通過給與 EVs 可以降低細菌負荷[26]。MSCs 衍生的 EVs 也可以通過傳遞 miR-145 抑制多藥耐藥相關蛋白 1的活性，從而通過白三烯 B4/白三烯 B4 受體 1信號通路增強 LTB4 的產生和其抗菌活性[27]。此外，EVs 也可以將線粒體轉移到損傷的巨噬細胞，增強其氧化磷酸化水平，促進巨噬細胞抗炎及吞噬表型，增強巨噬細胞對細菌的吞噬能力[28]。

1.2.4 改善肺纖維化 在一些炎癥損傷引發的肺部疾病的慢性恢復過程中，會出現失調的肺纖維增生，導致細胞外基質蛋白過度沉積，緩慢發展為慢性間質性肺纖維化，導致肺功能下降。在許多實驗性肺損傷模型中發現，MSCs 衍生的 EVs 對急性肺損傷后的肺纖維化具有抑制作用。在小鼠特發性肺纖維化模型中，給與 MSCs 衍生的 EVs 可以減少膠原沉積和炎癥[29]。在博來霉素誘導的小鼠肺纖維化模型中，骨髓 MSCs 衍生的 EVs 可以通過 miR-186 抑制 SRY 核轉錄因子 4及分泌型蛋白dickkopf-1的表達，從而抑制肌成纖維細胞分化，改善肺纖維化[30]。在急性肺損傷（acute lung injury，ALI）導致的肺纖維化過程中，MSCs 外泌體通過傳遞 miR-23a-3p 和 miR-182-5p，沉默核因子κB 激酶亞單位 β 抑制劑和破壞 κB 抑制因子激酶 β 亞基的穩定，進而抑制核因子 κB 和 hedgehog 通路，從而逆轉 LPS 誘導的肺損傷和纖維化的進展[31]。此外，脂肪 MSCs衍生的 EVs 可以通過傳遞 let-7d-5p 抑制 TGF-β R1，減少 PM2.5 誘導的大鼠肺泡上皮細胞的凋亡和壞死，改善肺纖維化[32]。

2 MSCs衍生的胞外囊泡對肺部疾病的治療

2.1 ARDS

ARDS是一種由肺炎、敗血癥、肺部損傷等因素引起的嚴重低氧性呼吸衰竭。其特征是肺泡毛細血管膜被破壞，大量中性粒細胞流入肺泡間隙，促炎細胞因子（趨化因子）水平升高，表面活性物質功能障礙，存在富含蛋白質的肺水腫液，導致嚴重低氧血癥[3]。

對于 ARDS 的治療，目前主要分為機械通氣治療和非機械通氣治療，非機械通氣治療主要包括肺水清除，補充肺泡表面活性物質，采用 β 受體激動劑、他汀類藥物、糖皮質激素、抗凝劑等藥物，但療效尚不確定，在降低死亡率和改善預后方面沒有明顯效果[33]。實驗發現，MSCs 衍生的 EVs 在細菌和病毒誘導的 ALI 引起的 ARDS 模型中顯示出較好的治療效果。通過流感病毒誘導豬 ALI 模型，在病毒感染 12 h 之后，利用豬骨髓 MSCs 衍生的 EVs 進行氣管內注射治療，結果發現病毒復制及散播減少，促炎細胞因子產生減少，從而減輕流感病毒引起的肺損傷[34]。在另一項研究中發現，在小鼠肺炎模型中，通過靜脈注射人骨髓 MSCs 衍生的 EVs 可以減少炎癥，增加受損的肺泡II型細胞內的 ATP 生成，提高小鼠存活率[17]。血管生成素-1（angiopoietins-1，Ang-1）是一種血管生成因子，參與肺損傷時內皮細胞的穩定，降低白細胞-內皮相互作用和內皮通透性。研究發現，MSCs 衍生的 EVs 可通過促進 Ang-1的 mRNA 向受損內皮細胞轉移來恢復受損肺微血管內皮細胞的蛋白質通透性，減少肺部損傷引起的水腫[20]。MSCs 衍生的 EVs 能夠通過肝細胞生長因子改善經 LPS 誘導的肺微血管內皮細胞的屏障功能[35]。此外，包裝在 MSCs 衍生的 EVs 中的 miRNA 在減輕 ARDS 肺損傷中也發揮著關鍵作用。研究發現，MSCs 衍生的 EVs 可以通過傳遞 miR21-5p、miR30b-3p 和 miR146a 等來減弱炎癥反應[36-38]，通過傳遞 miR27a-3p 調節巨噬細胞極化[39]。在一項新型冠狀病毒肺炎（COVID-19）有關的呼吸窘迫綜合征的臨床研究中（DB-EF PHASEII-001），通過靜脈注射異體骨髓 MSCs 來源的外泌體（ExoFlo）能夠降低受試者的死亡率。

2.2 新型冠狀病毒肺炎

COVID-19 由新型嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒 2 （SARS-CoV-2）引起。新型冠狀病毒重癥和危重癥患者，特別是老年人和患有基礎疾病的患者，有較高的死亡風險[40]。COVID-19 的特征是過度激活的免疫功能，其中包括炎癥過度反應和細胞因子風暴，它們會導致肺組織損傷、氣體交換功能障礙、急性呼吸窘迫綜合征、多器官功能衰竭，甚至死亡。

COVID-19 的治療除了針對不同癥狀治療和給氧治療外，也開展了一些針對免疫功能障礙的治療，例如使用糖皮質激素[41]、白細胞介素-1 拮抗劑[42]、抗病毒特異性中和抗體[43]等。目前的研究表明，免疫調節治療方案具有一定的有效性和耐受性，但仍需進一步實驗進行驗證。研究發現 MSCs 衍生的 EVs 在豬流感模型中具有減少病毒復制、抑制促炎因子分泌的作用[34]，因此 MSCs 衍生的 EVs 被認為是一種對抗新型冠狀病毒的有效策略。在一項針對嚴重 COVID-19 患者的小型、非隨機的臨床研究中，評估了異基因骨髓 MSCs 來源外泌體的效果，結果顯示出良好的安全性，并能夠改善炎癥、恢復血氧飽和、重建免疫[44]。在另一項臨床試驗中，對 COVID-19 肺炎患者進行 MSCs 衍生的外泌體霧化治療，發現經 EVs 治療后的患者肺部病變吸收明顯加快、住院時間縮短、C-反應蛋白水平降低[45]。這些研究都提示 MSCs 衍生的 EVs 在 COVID-19 的治療中能夠發揮一定的作用，但是仍需要進一步的研究來評估 EVs 療法的安全性和臨床藥理學，為制造、儲存、治療提供標準，然后這些治療方法才能在全球范圍內推廣。

2.3 肺動脈高壓

肺動脈高壓（pulmonary hypertension，PAH）是指肺動脈壓力≥ 25 mmHg 而引起的肺循環血流動力學改變。PAH 是一種進行性疾病，其特征是肺動脈重塑、肺浸潤增加、血管橫截面積減少和肺血管阻力升高，最終導致右心衰竭和死亡[46]。

目前針對 PAH 的治療主要采用抗凝藥物、利尿劑、洋地黃等藥物，但這些治療方法并不針對異常的肺血管重塑和炎癥，因此需要積極探索一種能夠逆轉肺血管重塑，抑制炎癥，并促進血管再生的治療方法。MSCs 衍生的 EVs 具有免疫調節、促進血管生成的功能，因此是治療 PAH 的潛在方法。利用野百合堿誘導大鼠 PAH 模型，發現經尾靜脈注射 MSCs 衍生的 EVs，能夠改善平均肺動脈壓、平均右心室壓、減少右心室肥大和肺血管重塑[47]，上調受損肺血管緊張素轉換酶 2（angiotensin converting enzyme 2，ACE2）和 Ang 的表達水平[48]。研究發現骨髓 MSCs 衍生的 EVs 可以通過其攜帶的 miRNA 來抑制肺動脈高壓的發展，例如可以通過 miR-191 抑制骨形態發生蛋白受體 2來修復野百合堿誘導的肺損傷[49]。

除了急性肺部疾病外，MSCs 衍生的 EVs 在慢性肺部疾病中也發揮著重要作用。

2.4 慢性阻塞性肺疾病

慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary diseases，COPD）是一種常見的、可預防的肺部疾病，其特點是黏液分泌過多、纖毛異常、氣流阻塞、換氣功能障礙和支氣管炎，導致慢性炎癥反應、持續的呼吸道癥狀和氣流受限[50]。

目前對于 COPD 主要采用支氣管擴張劑、抗氧化劑、吸入糖皮質激素等藥物進行治療，可以減少或消除患者的癥狀、提高活動耐力、減少急性發作次數和嚴重程度以改善健康狀態，但對于重癥患者，藥物治療的效果并不理想。研究發現 MSCs 衍生的 EVs 在實驗性 COPD 模型中表現出很好的保護作用。建立慢性香煙塵霧誘導的 COPD 小鼠模型，發現 MSCs 衍生的 EVs 可以改善模型小鼠的肺功能，包括提高 O2飽和度、pH、PaO2，上調抗炎因子 IL-10 表達，下調 TNF-α 和 IL-12 等促炎因子的表達，減少肺浸潤巨噬細胞、抗原呈遞肺泡巨噬細胞和中性粒細胞總數并減輕炎癥。MSCs 衍生的 EVs 還能夠影響 DCs 的遷移和抗原呈遞特性，這有助于抑制 CD4+和 CD8+T 淋巴細胞的活化。此外，吸入 MSCs 分泌的 EVs 能夠通過改善 COPD 患者的第 1 秒用力呼氣容積、呼氣峰值流量，減輕肺氣腫，改善 COPD 患者的生活質量[51]。除了天然來源的 EVs 外，MSCs 連續穿過聚碳酸酯膜獲得的人工納米囊泡可以通過激活堿性成纖維細胞生長因子 2信號通路來改善肺氣腫，并顯示出比天然 EVs 更有效地促進肺再生的能力[52]?？傊?，MSCs 衍生的 EVs 作為新的潛在治療產品，通過調節慢性炎癥、抑制肺氣腫和恢復功能失調的線粒體功能，為 COPD 的治療提供了全新的思路。

2.5 特發性肺纖維化

特發性肺纖維化（idiopathic pulmonary fibrosis，IPF）是一種慢性、進行性、纖維化性間質性肺部疾病，其特征是肺泡上皮細胞功能障礙、成纖維細胞增殖、細胞外基質重塑、細胞外基質膠原積累和間質炎癥。組織纖維化主要是由促纖維化介質（主要是 TGF-β）的增加引起的，這種生長因子能夠通過促進受損組織中成纖維細胞的激活和增殖，促進抗凋亡肌成纖維細胞的存活，并激活上皮-間充質轉化來刺激細胞外基質成分的沉積[53]。

研究發現 MSCs 的細胞培養上清中含有一系列蛋白質，如纖連蛋白、基膜聚糖蛋白、骨膜蛋白等，能夠促進人小氣道上皮細胞修復[54]；通過增加 Treg 的數量，降低細胞毒性 T 淋巴細胞、抑制 α 平滑肌肌動蛋白表達，阻止肺纖維化進程[55]；通過減少羥脯氨酸沉積和抑制 TGF-β 信號傳導激活，減輕肺纖維化[56]。因此 MSCs 來源的 EVs 具有潛在的治療 IPF 的可能性。

2.6 哮喘

哮喘是一種常見的以氣道狹窄和高反應性為特征的慢性炎癥性疾病，其病理生理學特征是氣道壁的慢性炎癥，伴有黏液分泌過多、上皮脫落、膠原沉積增加以及氣道平滑肌增生[57]。使用 β2腎上腺素受體激動劑聯合吸入皮質類固醇能夠在大多數哮喘患者中實現疾病控制。然而，嚴重哮喘患者可能對治療產生耐藥性，同時長期使用糖皮質激素也會引起內分泌代謝紊亂、高血壓、糖尿病等并發癥[58]。

近年來，越來越多的實驗證明，MSCs 衍生的 EVs 具有治療哮喘的潛力。在卵清蛋白誘導的哮喘模型中，MSCs 衍生的 EVs 可以通過減少嗜酸性粒細胞的數量，顯示出與 MSCs 相似的減少肺部炎癥和逆轉受損組織重塑的能力，減少氣道中的膠原纖維、肺組織中 TGF-β 的產生以及胸腺中 CD3+CD4+T 細胞的數量[59]，緩解 Th2/Th1 誘導的肺部炎癥和氣道高反應性[60]。此外，MSCs 衍生的 EVs 也能夠通過增加哮喘患者外周血單核細胞中 IL-10 和 TGF-β1 的表達來促進調節性 T 細胞增殖[61]?？傊?MSCs 衍生的 EVs 具有獨特的免疫調節和促進氣道重建的作用，為哮喘提供了一種新的治療方法，但其具體作用機制仍需深入研究。

3 總結與展望

大量研究證明，MSCs 具有免疫調節和促進再生的作用，在干細胞治療方面展現出廣闊的前景。MSCs 衍生的EVs 具有與其來源 MSCs 相似的作用，并且具有更好的免疫相容性，更高的穩定性，可穿透血腦屏障，無潛在的成瘤風險等優點。實驗表明，MSCs 衍生的 EVs 可以通過其攜帶的 miRNA、RNA 和蛋白質等內容物的轉移而激活多種信號通路，從而有效地干預及治療多種肺部疾病，但由于其成分復雜，不同 EVs 組分具體的分子機制尚不清楚，有待深入研究。

作為一種無細胞替代治療產品，MSCs 衍生的 EVs 的研究仍處于起步階段，許多問題尚需明確。雖然 MSCs 衍生的 EVs 在肺部疾病動物模型的治療中有大量的實驗結果，但在不同的實驗中使用的 MSCs 衍生的 EVs 的質量標準不統一，劑量的量化方法不同，因此，使得不同研究之間比較較為困難。因此，需要進一步建立質量標準，明確 EVs 劑量的量化方法，以便在不同研究中 EVs 的治療效果具有可比性。此外，MSCs 衍生的 EVs 的生產和制備操作也需要進一步標準化，為了將 EVs 從實驗動物模型過渡到臨床，需要進一步擴大 EVs 的生產規模。因此，在 MSCs 衍生的 EVs 應用于臨床之前，還有許多技術問題需要解決。

目前關于 EVs 治療肺部疾病的臨床試驗較少，僅見于治療 COVID-19。另外，臨床試驗中入組病例數較少，且以非隨機，非雙盲設計為主，因此，所獲得的臨床數據尚需進一步擴大樣本量及規范臨床試驗設計來進行驗證。

MSCs 衍生的 EVs 具有強大的免疫調節和組織修復能力，為其在急性和慢性肺損傷的臨床應用提供了可能。如果能夠克服上述挑戰，那么 MSCs 衍生的 EVs 作為許多肺部疾病的潛在治療方法將具有光明的前景。

[1] Burnham EL, Janssen WJ, Riches DWH, et al. The fibroproliferative response in acute respiratory distress syndrome: mechanisms and clinical significance. Eur Respir J, 2014, 43(1):276-285.

[2] Cruz FF, Rocco PRM. The potential of mesenchymal stem cell therapy for chronic lung disease. Expert Rev Respir Med, 2020, 14(1): 31-39.

[3] Lopes-Pacheco M, Robba C, Rocco PRM, et al. Current understanding of the therapeutic benefits of mesenchymal stem cells in acute respiratory distress syndrome. Cell Biol Toxicol, 2020, 36(1):83-102.

[4] Harrell CR, Jankovic MG, Fellabaum C, et al. Molecular mechanisms responsible for anti-inflammatory and immunosuppressive effects of mesenchymal stem cell-derived factors. Adv Exp Med Biol, 2019, 1084:187-206.

[5] Zhu X, Badawi M, Pomeroy S, et al. Comprehensive toxicity and immunogenicity studies reveal minimal effects in mice following sustained dosing of extracellular vesicles derived from HEK293T cells. J Extracell Vesicles, 2017, 6(1):1324730.

[6] Eirin A, Riester SM, Zhu XY, et al. MicroRNA and mRNA cargo of extracellular vesicles from porcine adipose tissue-derived mesenchymal stem cells. Gene, 2014, 551(1):55-64.

[7] Taraboletti G, D'Ascenzo S, Giusti I, et al. Bioavailability of VEGF in tumor-shed vesicles depends on vesicle burst induced by acidic pH. Neoplasia, 2006, 8(2):96-103.

[8] Taraboletti G, D'Ascenzo S, Borsotti P, et al. Shedding of the matrix metalloproteinases MMP-2, MMP-9, and MT1-MMP as membrane vesicle-associated components by endothelial cells. Am J Pathol, 2002, 160(2):673-680.

[9] Lee Y, El Andaloussi S, Wood MJA. Exosomes and microvesicles: extracellular vesicles for genetic information transfer and gene therapy. Hum Mol Genet, 2012, 21(R1):R125-R134.

[10] Akers JC, Gonda D, Kim R, et al. Biogenesis of extracellular vesicles (EV): exosomes, microvesicles, retrovirus-like vesicles, and apoptotic bodies. J Neurooncol, 2013, 113(1):1-11.

[11] Atkin-Smith GK, Tixeira R, Paone S, et al. A novel mechanism of generating extracellular vesicles during apoptosis via a beads-on-a-string membrane structure. Nat Commun, 2015, 6:7439.

[12] Lane JD, Allan VJ, Woodman PG. Active relocation of chromatin and endoplasmic reticulum into blebs in late apoptotic cells. J Cell Sci, 2005, 118(Pt 17):4059-4071.

[13] Budoni M, Fierabracci A, Luciano R, et al. The immunosuppressive effect of mesenchymal stromal cells on B lymphocytes is mediated by membrane vesicles. Cell Transplant, 2013, 22(2):369-379.

[14] Chen W, Huang Y, Han J, et al. Immunomodulatory effects of mesenchymal stromal cells-derived exosome. Immunol Res, 2016, 64(4):831-840.

[15] Del Fattore A, Luciano R, Pascucci L, et al. Immunoregulatory effects of mesenchymal stem cell-derived extracellular vesicles on T lymphocytes. Cell Transplant, 2015, 24(12):2615-2627.

[16] Ti D, Hao H, Tong C, et al. LPS-preconditioned mesenchymal stromal cells modify macrophage polarization for resolution of chronic inflammation via exosome-shuttled let-7b. J Transl Med, 2015, 13:308.

[17] Monsel A, Zhu YG, Gennai S, et al. Therapeutic effects of human mesenchymal stem cell-derived microvesicles in severe pneumonia in mice. Am J Respir Crit Care Med, 2015, 192(3):324-336.

[18] Willis GR, Fernandez-Gonzalez A, Anastas J, et al. Mesenchymal stromal cell exosomes ameliorate experimental bronchopulmonary dysplasia and restore lung function through macrophage immunomodulation. Am J Respir Crit Care Med, 2018, 197(1):104- 116.

[19] Zhao M, Liu S, Wang C, et al. Mesenchymal stem cell-derived extracellular vesicles attenuate mitochondrial damage and inflammation by stabilizing mitochondrial DNA. ACS Nano, 2021, 15(1):1519-1538.

[20] Hu S, Park J, Liu A, et al. Mesenchymal stem cell microvesicles restore protein permeability across primary cultures of injured human lung microvascular endothelial cells. Stem Cells Transl Med, 2018, 7(8):615-624.

[21] Mao GC, Gong CC, Wang Z, et al. BMSC-derived exosomes ameliorate sulfur mustard-induced acute lung injury by regulating the GPRC5A-YAP axis. Acta Pharmacol Sin, 2021, 42(12):2082-2093.

[22] Liang X, Zhang L, Wang S, et al. Exosomes secreted by mesenchymal stem cells promote endothelial cell angiogenesis by transferring miR-125a. J Cell Sci, 2016, 129(11):2182-2189.

[23] Lindoso RS, Collino F, Bruno S, et al. Extracellular vesicles released from mesenchymal stromal cells modulate miRNA in renal tubular cells and inhibit ATP depletion injury. Stem Cells Dev, 2014, 23(15): 1809-1819.

[24] Cassatella MA, Mosna F, Micheletti A, et al. Toll-like receptor-3-activated human mesenchymal stromal cells significantly prolong the survival and function of neutrophils. Stem Cells, 2011, 29(6):1001-1011.

[25] Raffaghello L, Bianchi G, Bertolotto M, et al. Human mesenchymal stem cells inhibit neutrophil apoptosis: a model for neutrophil preservation in the bone marrow niche. Stem Cells, 2008, 26(1): 151-162.

[26] Zheng G, Huang R, Qiu G, et al. Mesenchymal stromal cell-derived extracellular vesicles: regenerative and immunomodulatory effects and potential applications in sepsis. Cell Tissue Res, 2018, 374(1): 1-15.

[27] Hao Q, Gudapati V, Monsel A, et al. Mesenchymal stem cell-derived extracellular vesicles decrease lung injury in mice. J Immunol, 2019, 203(7):1961-1972.

[28] Morrison TJ, Jackson MV, Cunningham EK, et al. Mesenchymal stromal cells modulate macrophages in clinically relevant lung injury models by extracellular vesicle mitochondrial transfer. Am J Respir Crit Care Med, 2017, 196(10):1275-1286.

[29] Choi M, Ban T, Rhim T. Therapeutic use of stem cell transplantation for cell replacement or cytoprotective effect of microvesicle released from mesenchymal stem cell. Mol Cells, 2014, 37(2):133-139.

[30] Zhou J, Lin Y, Kang X, et al. microRNA-186 in extracellular vesicles from bone marrow mesenchymal stem cells alleviates idiopathic pulmonary fibrosis via interaction with SOX4 and DKK1. Stem Cell Res Ther, 2021, 12(1):96.

[31] Xiao K, He W, Guan W, et al. Mesenchymal stem cells reverse EMT process through blocking the activation of NF-κB and Hedgehog pathways in LPS-induced acute lung injury. Cell Death Dis, 2020, 11(10):863.

[32] Gao Y, Sun J, Dong C, et al. Extracellular vesicles derived from adipose mesenchymal stem cells alleviate PM2.5-induced lung injury and pulmonary fibrosis. Med Sci Monit, 2020, 26:e922782.

[33] Fan E, Brodie D, Slutsky AS. Acute respiratory distress syndrome: Advances in diagnosis and treatment. JAMA, 2018, 319(7):698-710.

[34] Khatri M, Richardson LA, Meulia T. Mesenchymal stem cell-derived extracellular vesicles attenuate influenza virus-induced acute lung injury in a pig model. Stem Cell Res Ther, 2018, 9(1):17.

[35] Wang H, Zheng R, Chen Q, et al. Mesenchymal stem cells microvesicles stabilize endothelial barrier function partly mediated by hepatocyte growth factor (HGF). Stem Cell Res Ther, 2017, 8(1):211.

[36] Li JW, Wei L, Han Z, et al. Mesenchymal stromal cells-derived exosomes alleviate ischemia/reperfusion injury in mouse lung by transporting anti-apoptotic miR-21-5p. Eur J Pharmacol, 2019, 852: 68-76.

[37] Yi X, Wei X, Lv H, et al. Exosomes derived from microRNA-30b-3p-overexpressing mesenchymal stem cells protect against lipopolysaccharide-induced acute lung injury by inhibiting SAA3. Exp Cell Res, 2019, 383(2):111454.

[38] Song Y, Dou H, Li X, et al. Exosomal miR-146a contributes to the enhanced therapeutic efficacy of interleukin-1β-primed mesenchymal stem cells against sepsis. Stem Cells, 2017, 35(5):1208-1221.

[39] Wang J, Huang R, Xu Q, et al. Mesenchymal stem cell-derived extracellular vesicles alleviate acute lung injury via transfer of miR-27a-3p. Crit Care Med, 2020, 48(7):e599-e610.

[40] Wang D, Hu B, Hu C, et al. Clinical characteristics of 138 hospitalized patients with 2019 novel coronavirus-infected pneumonia in Wuhan, China. JAMA, 2020, 323(11):1061-1069.

[41] WHO Rapid Evidence Appraisal for COVID-19 Therapies (REACT) Working Group; Sterne JAC, Murthy S, et al. Association between administration of systemic corticosteroids and mortality among critically Ill patients with COVID-19: a meta-analysis. JAMA, 2020, 324(13):1330-1341.

[42] Cavalli G, Dagna L. The right place for IL-1 inhibition in COVID-19. Lancet Respir Med, 2021, 9(3):223-224.

[43] Gupta A, Gonzalez-Rojas Y, Juarez E, et al. Early treatment for Covid-19 with SARS-CoV-2 neutralizing antibody sotrovimab. N Engl J Med, 2021, 385(21):1941-1950.

[44] Sengupta V, Sengupta S, Lazo A, et al. Exosomes derived from bone marrow mesenchymal stem cells as treatment for severe COVID-19. Stem Cells Dev, 2020, 29(12):747-754.

[45] Chu M, Wang H, Bian L, et al. Nebulization therapy with umbilical cord mesenchymal stem cell-derived exosomes for COVID-19 pneumonia. Stem Cell Rev Rep, 2022, 18(6):2152-2163.

[46] Guazzi M, Naeije R. Pulmonary hypertension in heart failure: Pathophysiology, pathobiology, and emerging clinical perspectives.J Am Coll Cardiol, 2017, 69(13):1718-1734.

[47] Klinger JR, Pereira M, Del Tatto M, et al. Mesenchymal stem cell extracellular vesicles reverse sugen/hypoxia pulmonary hypertension in rats. Am J Respir Cell Mol Biol, 2020, 62(5):577-587.

[48] Liu Z, Liu J, Xiao M, et al. Mesenchymal stem cell-derived microvesicles alleviate pulmonary arterial hypertension by regulating renin-angiotensin system. J Am Soc Hypertens, 2018, 12(6):470-478.

[49] Zhang C, Wang P, Mohammed A, et al. Function of adipose-derived mesenchymal stem cells in monocrotaline-induced pulmonary arterial hypertension through miR-191 via regulation of BMPR2. Biomed Res Int, 2019, 2019:2858750.

[50] Agustí A, Hogg JC. Update on the pathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease. N Engl J Med, 2019, 381(13):1248-1256.

[51] Harrell CR, Miloradovic D, Sadikot R, et al. Molecular and cellular mechanisms responsible for beneficial effects of mesenchymal stem cell-derived product "Exo-d-MAPPS" in attenuation of chronic airway inflammation. Anal Cell Pathol (Amst), 2020, 2020:3153891.

[52] Kim YS, Kim JY, Cho R, et al. Adipose stem cell-derived nanovesicles inhibit emphysema primarily via an FGF2-dependent pathway. Exp Mol Med, 2017, 49(1):e284.

[53] Lopes-Pacheco M, Bandeira E, Morales MM. Cell-based therapy for silicosis. Stem Cells Int, 2016, 2016:5091838.

[54] Akram KM, Samad S, Spiteri MA, et al. Mesenchymal stem cells promote alveolar epithelial cell wound repair in vitro through distinct migratory and paracrine mechanisms. Respir Res, 2013, 14(1):9.

[55] Liu M, Zeng X, Wang J, et al. Immunomodulation by mesenchymal stem cells in treating human autoimmune disease-associated lung fibrosis. Stem Cell Res Ther, 2016, 7(1):63.

[56] Li F, Han F, Li H, et al. Human placental mesenchymal stem cells of fetal origins-alleviated inflammation and fibrosis by attenuating MyD88 signaling in bleomycin-induced pulmonary fibrosis mice. Mol Immunol, 2017, 90:11-21.

[57] Boldrini-Leite LM, Michelotto PV Jr, de Moura SAB, et al. Lung tissue damage associated with allergic asthma in BALB/c mice could be controlled with a single injection of mesenchymal stem cells from human bone marrow up to 14 d after transplantation. Cell Transplant, 2020, 29:963689720913254.

[58] Papierniak ES, Lowenthal DT, Harman E. Novel therapies in asthma: leukotriene antagonists, biologic agents, and beyond. Am J Ther, 2013, 20(1):79-103.

[59] de Castro LL, Xisto DG, Kitoko JZ, et al. Human adipose tissue mesenchymal stromal cells and their extracellular vesicles act differentially on lung mechanics and inflammation in experimental allergic asthma. Stem Cell Res Ther, 2017, 8(1):151.

[60] Cruz FF, Borg ZD, Goodwin M, et al. Systemic administration of human bone marrow-derived mesenchymal stromal cell extracellular vesicles ameliorates aspergillus hyphal extract-induced allergic airway inflammation in immunocompetent mice. Stem Cells Transl Med, 2015, 4(11):1302-1316.

[61] Du YM, Zhuansun YX, Chen R, et al. Mesenchymal stem cell exosomes promote immunosuppression of regulatory T cells in asthma. Exp Cell Res, 2018, 363(1):114-120.

10.3969/j.issn.1673-713X.2023.05.009

王華，Email：18511712135@163.com

2023-04-19