骨髓间充质干细胞外泌体miR-494通过调控SIRT1/HO-1通路抑制铁死亡促进脊髓损伤修复

时间:2025年9月7日
来源:Molecular Neurobiology

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研究人员针对脊髓损伤(SCI)后神经元铁死亡(ferroptosis)的难题,通过外泌体(Exo)递送miR-494的创新策略展开研究。实验证实Exo-miR-494能激活SIRT1/HO-1通路,显著抑制GPX4/4HNE介导的脂质过氧化,减少脊髓组织铁沉积,促进大鼠运动功能恢复(BBB评分)。该研究为中枢神经系统损伤修复提供了新型治疗靶点。

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脊髓损伤(SCI)作为中枢神经系统的严重创伤性疾病,常导致感觉运动功能永久性丧失。最新研究发现,铁离子过载引发的铁死亡(ferroptosis)——这种由脂质过氧化驱动的程序性细胞死亡形式,在SCI后继发性损伤中扮演关键角色。

来自骨髓间充质干细胞(BMSCs)的外泌体(Exo)凭借其卓越的生物分子装载能力和血脑屏障穿透特性,成为中枢神经系统靶向治疗的理想载体。本研究创新性地利用Exo递送microRNA-494(miR-494),通过PC12细胞模型和大鼠SCI模型展开多维度验证。

体外实验显示,Exo-miR-494能显著上调沉默调节蛋白1(SIRT1)和血红素加氧酶1(HO-1)表达,同时增强谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)活性,有效抑制4-羟基壬烯醛(4HNE)等氧化应激标志物。透射电镜观察到Exo-miR-494处理组线粒体嵴结构明显改善,普鲁士蓝染色证实其可减少组织铁沉积。

动物实验证实,静脉注射Exo-miR-494的大鼠其脊髓组织中miR-494表达恢复,通过激活SIRT1/HO-1信号通路,显著降低神经元铁死亡水平。HE染色和尼氏染色显示损伤区域神经元形态改善,BBB运动评分和斜面实验证明运动功能显著恢复。该研究不仅揭示了miR-494-SIRT1/HO-1轴调控铁死亡的新机制,更为临床SCI治疗提供了极具转化潜力的生物制剂策略。

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