摘要：鼻滴干细胞外泌体！6小时直达核心病灶，连续72小时释放活性成分，从炎症抑制、神经元保护到神经再生实现“三重修复”

日前，美国得克萨斯农工大学团队发表于《PNAS》的研究探讨了干细胞外泌体经鼻给药治疗癫痫，为癫痫后遗症治疗开辟全新路径。研究发现：

通过鼻腔滴注，干细胞外泌体6小时直达癫痫病灶 ；

干细胞外泌体在海马区持续释放活性成分至少3天；

单次给药即可减少58%的炎症因子，保护关键神经元 ；

长期维持正常神经发生，逆转记忆功能障碍 。

日前，《PNAS》一项里程碑研究揭示，人间充质干细胞外泌体通过鼻腔给药，6小时直达海马体，从炎症抑制、神经元保护到神经再生实现“三重修复”【4】。

这项研究中，作者探讨了间充质干细胞分泌的细胞外囊泡 （EV） 的鼻内 （IN） 给药对 SE 诱导的不良变化的影响，主要包括：

间充质干细胞外泌体鼻内给药，在 SE 后早期进入海马、抑制炎症和保护谷氨酸能和 GABA 能神经元的能力；

间充质干细胞外泌体鼻内给药，在 SE 后慢性期维持正常神经发生和认知记忆功能以及持续抑制炎症的有效性。

癫痫终止后24小时内鼻腔滴注干细胞外泌体两次

这项研究采用的研究对象是毛果芸香碱诱导癫痫小鼠模型 ，并在癫痫终止后24小时内鼻腔滴注两次（每次15μg，含7.5×10⁹个外泌体）。

所使用的间充质干细胞外泌体尺寸为80-100纳米（电镜验证，穿透血脑屏障的理想尺寸） ，包含miR-21-5p、TSG-6等21种抗炎因子以及15种神经营养因子 。

外泌体6小时直达癫痫病灶 ，连续72小时持续释放活性成分

研究人员采用时空追踪实验（PKH26荧光标记）记录了外泌体进入大脑后的分布。

图片引用自文献4

研究结果显示，在给药后6小时，外泌体已聚集在海马CA3区神经元内；并且外泌体在海马区持续释放活性成分至少3天 ；89%的外泌体被神经元和活化的小胶质细胞摄取。这种鼻腔给药避免首过效应，大大提高了生物利用度。

鼻滴干细胞外泌体：

抑制大脑炎症、促进神经再生、改善认知障碍

研究人员发现，癫痫终止后24小时内鼻腔滴注干细胞外泌体，可以实现多效并存的病理生理学效应 。

1.抑制炎症

TNF-α直降58%：通过抑制NF-κB通路，关键促炎因子TNF-α、IL-1β浓度回归正常；

（图2） 图片引用自文献4

小胶质细胞休眠：活化的小胶质细胞数量减少66%，形态从“战斗状态”恢复为静息分支状；

（图3） 图片引用自文献4

抗炎因子激活：IL-10、G-CSF等保护性细胞因子提升2-3倍 ；

2.神经元保护

海马神经元存活率提升：CA1区锥体细胞死亡减少30%，抑制性中间神经元（PV+、SS+）保留率提高47%；

（图4-5） 图片引用自文献4

突触可塑性修复：通过miR-21-5p调控BDNF/TrkB通路，促进突触重建 。

3.神经再生

神经发生量恢复至正常水平：慢性期（6周后）海马齿状回新生神经元数量较未治疗组增加2.8倍；

（图7） 图片引用自文献4

异常迁移阻断：通过保护Reelin+中间神经元，新生颗粒细胞异位迁移减少62% 。

4、改善慢性期的认知和记忆障碍

研究人员采用莫里斯水迷宫测试（OLT）的方法，结果发现，治疗组逃逸潜伏期缩短42%，空间记忆接近正常小鼠；目标象限停留时间占比恢复至68%（未治疗组仅39%）

同时，研究人员使用新物体识别实验（NORT），结果发现，治疗组记忆保留率从61%提升至89%，辨别能力恢复至健康水平；辨别指数（DI）达0.72（未治疗组0.31）。

通过模式分离测试（PST;每组 n = 8-10）发现，治疗组的正确区分率82%， 而未治疗组为45%；治疗组的小鼠认知灵活性接近健康水平，未出现癫痫典型认知僵化 。

图片引用自文献4

小结

研究认为，干细胞外泌体经鼻给药具有多个优势，首先可以避开全身循环，鼻腔给药直达脑部；其次外泌体制剂也拥有冻干稳定性，-80℃保存数月可以保证活性不变，适合紧急使用；另外免疫豁免也为临床使用创造条件。不过，干细胞外泌体经鼻给药治疗癫痫仍需开展更多的研究来探讨最佳给药时间、剂量等，以及需进一步验证该方法对长期安全性及效果等等。随着临床研究的开展，干细胞外泌体经鼻给药有望给癫痫患者带来新的选择。

参考文献

1. Sloviter RS, Bumanglag AV (2013) Defining “epileptogenesis” and identifying “antiepileptogenic targets” in animal models of acquired temporal lobe epilepsy is not as simple as it might seem. Neuropharmacology 69:3–15.

2. Arch Neurol 66:443–447. 16. Trinka E, Kälviäinen R (2017) 25 years of advances in the definition, classification and treatment of status epilepticus. Seizure 44:65–73.

3. Agadi S, Shetty AK (2015) Concise review: Prospects of bone marrow mononuclear cells and mesenchymal stem cells for treating status epilepticus and chronic epilepsy. Stem Cells 33:2093–2103.

4. Qianfa Long,Dinesh Upadhya,Bharathi Hattiangady, et al. Intranasal MSC-derived A1-exosomes ease inflammation, and prevent abnormal neurogenesis and memory dysfunction after status epilepticus. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2017;114 (17):0-0. doi:10.1073/pnas.1703920114

来源：医学顾事