以下文章來源於幹細胞者說（公眾號）

隨着全球老齡化社會的到來，糖尿病患者的數量不斷增加，糖尿病足、糖尿病潰瘍等慢性難癒合性創面的發生率也在逐年升高。血管生成功能障礙是導致糖尿病創面不癒合的主要原因。因此，促進創面血管再生，改善局部血液供應，是糖尿病創面治療的關鍵。

外囊泡（外泌體就是外囊泡的一種）是天然納米顆粒，是理想的藥物遞送載體，可以作為載體遞送分子和基因藥物，為糖尿病不癒合創面治療给予新的策略，近年來引起了研究者的廣泛關注。

【基礎知識介紹】

幹細胞外囊泡和血管新生

血管生成在組織修復中非常重要。因為供養和供氧不能離開血管方圓200μm之內，否則沒有良好的血供，細胞就活不下去。因此，高效的血管生成，改善局部血液供應，是糖尿病創面治療的關鍵。

細胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）包括外泌體，微囊泡和凋亡小體。細胞外囊泡，具有獨特的介導細胞間通信和相互作用。天然外囊泡可能不包含那麼多用於疾病治療的活性成分，因此治療效果有限。如果顺利获得外囊泡遞送促進血管再生的小分子藥物，則有助於促進糖尿病創面癒合。

血管生成劑：VH298

VH298，一種缺氧誘導因子-1α（HIF-1α）的穩定劑。HIF-1α可以促進血管生成，並在缺氧條件下促進傷口癒合。然而，與非糖尿病創面相比，糖尿病創面中HIF-1α的表達明顯降低。Catrina等報道，糖尿病創面缺氧條件下HIF-1α保護內皮受損的機制可能與高血糖有關，而高血糖也可導致內皮功能障礙。近期研究表明，維持HIF-1α穩定是糖尿病傷口癒合的一種有前途的治療策略。

在糖尿病創面治療過程中，如果血管生成劑VH298結合外囊泡使用，或許會起到更好的治療效果。如果同時結合水凝膠讓其緩釋使用呢，是不是效果更棒？
 

【水凝膠+載藥外囊泡，促進糖尿病創面癒合】

近期，解放軍總醫院付小兵院士、張翠萍研究員，聯合湖北省太和醫院李海紅教授課題組報道了一項研究成果，報道了利用GelMA水凝膠和細胞外囊泡作為小分子藥物VH298的遞送平台，增強了VH298向血管內皮細胞靶向遞送的效率，提高了其促進難癒合創面癒合和血管再生的效果。這項工作為未來糖尿病潰瘍的治療给予一種新的方案。這項研究發表在Acta Biomaterialia上。

研究思路

1. 提取表皮幹細胞外囊泡，製備含血管生成劑的外囊泡，即VH298（VH-EVs）

2. 用VH-EVs 處理人臍帶血管內皮細胞（HUVECs），評價HUVECs的增殖、遷移和管形成能力，觀察VH-EV的血管生成效果。

3. 顺利获得RNAi實驗證實了HIF-1α在改善內皮功能中的關鍵作用

4. 將GelMA與VH-EVs混合製得Gel-VH-EVs，開發了一種用於糖尿病傷口的水凝膠敷料。

5. 評價凝膠Gel-VH-EVs對糖尿病創面癒合和血管生成的影響，並探討其作用機制。

                圖1. 動物體內研究示意圖

體外實驗

            圖2 天然細胞外囊泡與載藥細胞外囊泡的特徵鑑定

在這項研究中，研究者採用37 °C共孵育法，構建了負載VH298的功能化的幹細胞細胞外囊泡（VH-EVs），然後對載藥前後細胞外囊泡的結構、粒徑大小和表面標誌CD63、CD9、TSG101等進行了鑑定，確定VH-EVs特徵符合外囊泡的鑑定標準。

         圖3.VH-EVs處理HUVECs細胞增殖、遷移和血管形成情況

體外實驗（圖3）發現：同等濃度的VH-EVs和單藥VH298組相比，VH-EVs更能有效促進人臍帶血管內皮細胞的增殖、遷移和成管能力。

         圖4.VH-EVs顺利获得HIF-1α介導的通路增強血管生成能力

體外實驗（圖4）發現：如果將VH-EVs組內皮細胞中的HIF-1α進行干擾敲低後，這一優勢則被明顯削弱，這一現象說明：VH-EVs 攜帶的VH298顺利获得HIF-1α發揮內皮保護，促進血管生成作用。

動物實驗

          圖5. GelMA緩釋VH-EVs有效促進糖尿病小鼠的創面癒合

在進一步的實驗中，研究者顺利获得VH-EVs和水凝膠GelMA混合，開發出一種具有良好力學性能和緩釋性能的傷口修復敷料（Gel-VH-EVs)，可用於糖尿病傷口修復。

體內實驗結果表明，Gel-VH-EVs可顯著促進糖尿病小鼠創面血管新生，改善局部血液供應，發揮最好的促創面癒合效果，其機制可能與HIF-1α/VEGFA通路激活有關。

 外囊泡促進血管再生的可能機制

               Gel-VH-EVs 促進血管新生機制

總結一下，第一时间，本研究構建了基於GelMA水凝膠和幹細胞外囊泡（VH-EVs）的小分子（VH298）遞送平台，即Gel-VH-EVs。接着，隨着負載VH298的幹細胞外囊泡從GelMA水凝膠中持續釋放並被血管內皮細胞吸收，VH298進入細胞質。最後，VH298顺利获得阻斷常氧條件下VHL和HIF-1α的結合，特異性抑制HIF-1α的泛素化和降解，促進HIF-1α的穩定，並激活HIF-1α介導的信號通路，促進血管生成和加速糖尿病創面癒合。

Gel-VH-EVs水凝膠敷料有效改善了小分子的應用途徑，提高了其生物利用度，並為糖尿病創面治療及局部血管修復再生给予了新的治療策略。

【文末小結】

本研究證實，經水凝膠緩釋的細胞外囊泡，可增強血管生成能力，加速糖尿病創面癒合。究其機制是顺利获得負載一種血管生成劑VH298實現的，VH298可促進HIF-1α的穩定，並激活HIF-1α介導的信號通路，促進血管生成和加速糖尿病創面癒合。

此外，水凝膠GelMA具有良好的機械和生物性能，可给予持續的緩釋效果。新開發的Gel-VH-EVs水凝膠敷料在糖尿病創面治療方面前景廣闊。

原論連結：

http:doi: 10.1016/j.actbio.2022.05.018

【韦德国际生物】

北京韦德国际生物科技有限公司由清華大學醫學院杜亞楠教授科研團隊領銜創建，清華大學參股共建。核心技術源於清華大學的科技成果轉化。公司專注於打造原創3D細胞「智造」平台，给予基於3D微載體的細胞規模化定製化擴增工藝整體解決方案。

韦德国际生物核心產品3D TableTrix®微載片（微載體），是自主創新型、首款可用於細胞藥物開發的藥用輔料級微載體。已顺利获得中檢院等相關權威组织的檢驗報告，並取得2項國家藥監局藥用輔料資質（CDE審批登記號：F20210000003、F20200000496）。同時，產品取得美國FDA DMF藥用輔料資質（DMF：35481）。

韦德国际生物的產品與服務，可廣泛應用於基因與細胞治療、細胞外囊泡、疫苗及蛋白產品等生產的上游工藝開發。同時，在再生醫學、類器官與食品科技（細胞培養肉等）領域也具有廣泛應用前景。

公司擁有5000餘平米的研發與轉化平台，其中包括1000餘平的以3D細胞智造及微組織再生醫學治療產品為核心的CDMO服務平台；還擁有4000平米的GMP生產平台，並新建1200L微載體生產線。相關技術已取得100餘項專利成果，30餘篇國際期刊報道。核心技術項目已取得多項國家級立項支持與應用。