心肌梗死发作后，过度的炎症反应往往会成为加重心肌损伤、阻碍康复的“隐形杀手”。作为全球心血管疾病死亡的主要诱因之一，心梗后的炎症调控一直是临床亟待突破的难题。尽管再灌注治疗和药物干预已取得一定进展，但如何精准靶向炎症通路、提升患者长期预后仍缺乏有效手段。
近日，一项发表于Int Immunopharmacol的研究为这一困境带来了新的解决方案，首次明确了缺氧预处理心肌细胞来源的细胞外囊泡的护心机制。
研究团队成功分离并鉴定了两种心肌细胞来源的细胞外囊泡：常氧对照组细胞外囊泡和缺氧复氧条件处理的细胞外囊泡（H/R-EVs）。透射电镜观察显示，两种囊泡均呈现典型的外泌体样球形或椭圆形双层膜结构，粒径分布集中在30至200纳米的典型范围。Western blot实验验证了CD9、CD63、TSG101等细胞外囊泡特征蛋白的表达，而钙联蛋白未被检测到，证实了囊泡的纯度。进一步研究发现，缺氧复氧处理后，细胞外囊泡的产量显著提升，且能被巨噬细胞高效摄取，局部心肌注射后可在心脏内长期滞留并发挥作用。
图1 常氧与缺氧复氧条件下心肌细胞来源细胞外囊泡的表征及摄取特性
体内动物实验结果显示，心梗小鼠接受H/R-EVs治疗后，心脏功能得到显著改善。M型超声心动图显示，小鼠左心室射血分数和短轴缩短率明显升高，接近假手术组水平；Masson三色染色和苏木精-伊红染色结果表明，H/R-EVs治疗组的心肌纤维化程度减轻，炎症细胞浸润减少，心室壁厚度恢复更佳；TTC染色显示梗死面积显著缩小；血清中心肌损伤标志物（肌酸激酶同工酶、乳酸脱氢酶）和促炎细胞因子（白细胞介素-6、白细胞介素-1β、肿瘤坏死因子-α）水平均明显降低，证实H/R-EVs能有效减轻心梗后的心肌损伤和全身炎症反应。
图2 缺氧复氧条件下的细胞外囊泡减轻心梗后的心肌损伤和炎症反应
巨噬细胞极化平衡是心梗后炎症调控的核心环节。研究发现，H/R-EVs能显著调控巨噬细胞表型转换。免疫荧光染色显示，H/R-EVs治疗组心肌组织中CD86⁺F4/80⁺促炎型（M1）巨噬细胞比例大幅降低；Western blot结果显示，心肌组织中诱导型一氧化氮合酶、肿瘤坏死因子-α等M1型标志物表达减少，而白细胞介素-10、精氨酸酶-1等抗炎型（M2）标志物表达升高，表明H/R-EVs可抑制巨噬细胞向促炎表型极化，促进其向抗炎修复表型转换。
图3 缺氧复氧条件下的细胞外囊泡在体内调控心肌巨噬细胞极化和炎症因子表达
体外细胞实验进一步验证了这一结论。脂多糖诱导的RAW264.7巨噬细胞经H/R-EVs处理后，CD86⁺细胞比例显著下降，Toll样受体4、白细胞介素-1β、肿瘤坏死因子-α等促炎分子表达减少，精氨酸酶-1表达升高，同时巨噬细胞的吞噬功能得到有效恢复，证实H/R-EVs对巨噬细胞极化的调控作用具有明确的细胞自主性。
为找到H/R-EVs发挥作用的关键分子，研究团队通过小RNA测序发现，微小RNA-199b-3p是H/R-EVs中显著上调的微小RNA之一，且主要包裹在囊泡腔内，能避免被核酸酶降解。靶基因预测及验证显示，微小RNA-199b-3p可直接结合纤维蛋白原样蛋白2（Fgl2）的3'非编码区，双荧光素酶报告实验证实了两者的直接相互作用。Western blot实验显示，心梗小鼠心肌组织和脂多糖处理的巨噬细胞中Fgl2表达均明显升高，而H/R-EVs治疗可显著抑制Fgl2表达。
图4 鉴定微小RNA-199b-3p为靶向纤维蛋白原样蛋白2的关键外泌体微小RNA
机制研究表明，Fgl2可与Toll样受体4直接相互作用，激活核因子-κB炎症信号通路。H/R-EVs携带的微小RNA-199b-3p进入巨噬细胞后，通过特异性抑制Fgl2表达，阻断Toll样受体4/核因子-κB通路激活，减少IκB激酶、IκB、核因子-κB的磷酸化，进而抑制巨噬细胞M1极化和促炎因子释放。拯救实验显示，微小RNA-199b-3p抑制剂可逆转H/R-EVs的抗炎和巨噬细胞调控作用，而Fgl2过表达则会削弱H/R-EVs的保护效果，证实微小RNA-199b-3p/Fgl2/核因子-κB通路是H/R-EVs发挥作用的核心机制。
体内验证实验中，心梗小鼠注射微小RNA-199b-3p激动剂后，心脏功能显著改善、心肌损伤减轻，而同时过表达Fgl2则会抵消这种保护作用，进一步确认了微小RNA-199b-3p通过靶向Fgl2发挥护心作用。此外，H/R-EVs重编程后的巨噬细胞条件培养基可减少缺氧诱导的心肌细胞凋亡，提示H/R-EVs通过调控巨噬细胞功能间接保护心肌细胞存活。
图5 微小RNA-199b-3p通过靶向纤维蛋白原样蛋白2减轻心梗小鼠的心肌损伤和炎症反应
心梗后的炎症反应是一把“双刃剑”，适度炎症有助于清除坏死组织，但过度炎症会加剧心肌损伤和纤维化。这项研究清晰阐明了缺氧预处理心肌细胞来源的细胞外囊泡通过递送微小RNA-199b-3p，精准靶向Fgl2抑制Toll样受体4/核因子-κB通路，调控巨噬细胞极化平衡，为心梗后炎症调控提供了全新的分子机制。这一发现不仅明确了EV/微小RNA-199b-3p/Fgl2轴在缺血性心脏病中的核心作用，更为临床开发细胞外囊泡或微小RNA靶向治疗策略提供了扎实的实验基础，有望为心梗患者带来更精准、有效的治疗选择，助力改善长期预后。（生物谷Bioon.com）
参考文献：
Zhang Z, Shen H, Zhang S, et al. Hypoxia-preconditioned cardiomyocyte-derived extracellular vesicles alleviate myocardial ischemic injury by reprogramming macrophage polarization via the Fgl2/NF-κB pathway.Int Immunopharmacol. 2026;170:116077. doi:10.1016/j.intimp.2025.116077