糖尿病肾病作为糖尿病最凶险的并发症之一,正成为全球慢性肾病终末期的首要诱因,约 40% 的 2 型糖尿病患者和 30% 的 1 型糖尿病患者会受其困扰,不仅会逐步摧毁肾功能,还会大幅提升心血管并发症风险,让无数患者陷入病痛困境。而当前临床常用的治疗药物存在引发急性肾损伤等潜在风险,难以满足患者的治疗需求。
近日,南昌大学江西医学院的研究团队在国际期刊《Biomedicines》发表了一项重磅研究成果,首次揭示了骨髓间充质干细胞来源的外泌体中 miR-143-3p 通过调控细胞自噬通路改善糖尿病肾病的全新机制,为这一难治性疾病带来了无细胞治疗的新方向,相关研究论文于 2026 年 1 月 14 日正式刊发。
这项研究由南昌大学基础医学院医学遗传与细胞生物学系、第一附属医院内分泌代谢科等团队联合完成,是国家自然科学基金和江西省自然科学基金资助的重要研究成果。
研究团队围绕糖尿病肾病的核心病理问题,足细胞损伤展开深入探索,发现了干细胞外泌体在修复肾脏损伤中的关键作用,为临床开发新型靶向疗法奠定了坚实的实验和理论基础。
要理解这项研究的价值,首先要搞清楚糖尿病肾病到底是如何损伤肾脏的。肾脏里的足细胞是肾小球滤过屏障的 “守门人”,它是一种终末分化的上皮细胞,脚突结构紧密排列,能有效阻止血液中的蛋白质漏到尿液中。而在高血糖的长期刺激下,足细胞会出现严重损伤,不仅自噬功能会大幅受损,还会导致蛋白尿、肾小球硬化,最终引发肾功能衰退。
自噬就像是细胞的 “自我清洁系统”,能降解受损的细胞器和蛋白质,维持细胞正常功能,足细胞的自噬水平本身就比其他肾脏细胞更高,是其维持生理功能的关键。而 Bcl-2/Beclin1 通路则是调控细胞自噬的核心开关,Bcl-2 会抑制自噬关键蛋白 Beclin1 的活性,让细胞的 “清洁系统” 停摆,最终导致足细胞损伤不断加重,糖尿病肾病持续进展。
此前已有研究发现,间充质干细胞分泌的外泌体具有修复组织损伤、调节炎症的作用,且相比干细胞移植,外泌体无肿瘤发生、免疫排斥的风险,生物特性更稳定,是理想的无细胞治疗载体。但干细胞外泌体究竟是通过何种具体机制改善糖尿病肾病的,一直是医学界的研究空白。南昌大学的研究团队正是瞄准这一问题,展开了全方位的实验探索。
研究团队首先从骨髓间充质干细胞中成功分离并鉴定了外泌体,通过透射电镜、纳米颗粒追踪分析等技术证实,这些外泌体具有典型的杯状双层膜结构,直径在 30-150nm 之间,且表达 CD9、CD63 等外泌体特异性标志物,符合国际公认的外泌体鉴定标准。
为了模拟糖尿病肾病的病理环境,团队在体外构建了高糖诱导的小鼠足细胞损伤模型,将骨髓间充质干细胞外泌体与受损足细胞共培养后,惊喜地发现,外泌体能被足细胞高效摄取,并且显著逆转了高糖导致的自噬功能障碍。
实验结果显示,外泌体处理后,足细胞中自噬关键蛋白 Beclin1 和 LC3-II 的表达显著升高,而抑制自噬的 Bcl-2 蛋白表达大幅下降,同时足细胞损伤标志物结蛋白的表达明显降低,这意味着干细胞外泌体能有效激活足细胞的自噬系统,修复高糖造成的细胞损伤。
图1.BMSC-Exos的特性描述。
那么,干细胞外泌体中究竟是哪种物质在发挥核心作用?研究团队通过高通量测序发现,骨髓间充质干细胞外泌体中 miR-143-3p 的表达水平显著升高,这一微小 RNA 极有可能是调控自噬通路的关键。为了验证这一猜想,团队通过生物信息学预测和双荧光素酶报告基因实验证实,miR-143-3p 能直接靶向结合 Bcl-2 基因的 3' 非编码区,抑制 Bcl-2 的表达。
简单来说,miR-143-3p 就像是一把 “钥匙”,能打开被 Bcl-2 锁住的自噬开关,让 Beclin1 恢复活性,重新激活足细胞的 “自我清洁系统”。为了进一步验证,研究团队构建了过表达和敲低 miR-143-3p 的干细胞外泌体,结果发现,过表达 miR-143-3p 的外泌体能更显著地促进足细胞自噬、提升足细胞特异性标志物足突蛋白的表达,而敲低 miR-143-3p 后,外泌体的修复作用几乎完全消失,甚至会加重足细胞损伤。
体外实验的结果令人振奋,而体内动物实验则进一步验证了这一疗法的有效性。研究团队采用高脂饮食联合链脲佐菌素的方法,成功构建了糖尿病肾病小鼠模型,将小鼠分为正常对照组、糖尿病肾病 + 生理盐水组、糖尿病肾病 + 空白干细胞外泌体组、糖尿病肾病 + 敲低 miR-143-3p 的干细胞外泌体组,通过尾静脉注射进行干预治疗。
4 周后的检测结果显示,注射空白干细胞外泌体的糖尿病肾病小鼠,血糖水平显著降低,尿白蛋白 / 肌酐比值大幅下降,这意味着肾脏的滤过功能得到了明显改善。肾脏组织病理检查发现,该组小鼠的肾小球肥大、炎症浸润、胶原沉积等病变得到显著缓解,肾小球基底膜厚度变薄,足细胞脚突的融合情况明显改善,裂孔隔膜结构也趋于正常。而敲低 miR-143-3p 的外泌体则完全失去了治疗效果,甚至会加重小鼠的肾脏损伤,这一结果直接证实,miR-143-3p 是干细胞外泌体改善糖尿病肾病的核心效应分子。
图2.携带miR-143-3p的BMSC衍生外大细胞能减缓DKD进展,并在体内改善肾脏结构损伤。
此外,研究团队还发现,干细胞外泌体具有天然的肾脏靶向性,静脉注射后能在肾脏组织中富集,精准作用于受损的足细胞,这一特性让其成为靶向治疗糖尿病肾病的理想载体。与传统治疗药物相比,干细胞外泌体不仅疗效明确,还具有低免疫原性、高稳定性、无明显副作用等优势,解决了传统疗法的诸多痛点。
这项研究的意义不仅在于发现了 miR-143-3p/Bcl-2/Beclin1 这一全新的糖尿病肾病调控通路,更重要的是,它证实了骨髓间充质干细胞外泌体作为无细胞疗法治疗糖尿病肾病的巨大潜力。研究团队指出,干细胞外泌体就像是一个 “天然的药物递送系统”,能将 miR-143-3p 精准递送至肾脏足细胞,从根源上修复高糖造成的细胞损伤,逆转糖尿病肾病的病理进程。
当然,这项研究目前仍处于基础实验阶段,距离临床应用还有一段距离。研究团队表示,未来将进一步优化干细胞外泌体的大规模制备工艺,提升其靶向性和治疗效率,同时开展大动物实验和临床前安全性评价,探索其在人体中的治疗效果和安全性。此外,干细胞外泌体中还含有多种 miRNA 和蛋白质,未来可通过多组学分析,挖掘更多协同发挥作用的生物活性分子,开发更高效的联合治疗方案。
糖尿病肾病的治疗一直是临床医学的难题,而南昌大学团队的这项研究,为这一疾病的治疗开辟了全新的思路。随着干细胞外泌体技术的不断发展和完善,相信在不久的将来,这种无细胞疗法将走进临床,为千千万万的糖尿病肾病患者带来新的希望,让患者摆脱肾功能衰退的噩梦,重拾健康生活。
目前,该研究的原始测序数据已提交至 NCBI 序列读取档案库,相关实验数据可向研究团队索取,研究成果也为糖尿病肾病的精准治疗提供了新的靶点,推动了再生医学在肾病领域的应用和发展。
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