這種更安全的非手術治療糖尿病肢體缺血的方法可以幫助患有嚴重血流併發症的患者。

科學家們正在努力尋找一種治療糖尿病肢體缺血（糖尿病常見且嚴重的併發症）的潛在新療法。這種情況的特徵是流向腿部和足部的血流量減少，可導致慢性疼痛、頑固性潰瘍，嚴重時甚至導致截肢——目前是非創傷性截肢的主要原因。

與患有其他動脈疾病的人相比，患有糖尿病肢體缺血的人還面臨顯著更高的風險，例如心血管事件的可能性增加20%–30%，截肢的可能性高出驚人的14 倍。

上海第九醫院血管外科研究員張星說：「我們的主要動機是為經常遭受下肢血流受限和組織損傷的糖尿病肢體缺血患者找到一種更安全的非手術選擇。」中國人民醫院和該研究的貢獻科學家之一發表在《先進醫療材料》。 “目前的治療方法，如手術或藥物治療，都有風險，而且可能並不總是有效。”

張和他的團隊在過去十年裡一直致力於血管疾病的幹細胞療法。然而，他們遇到了挑戰，包括免疫排斥、腫瘤風險、倫理問題和不穩定的細胞存活率。

他們需要一個替代方案。

細胞外囊泡

新興的療法是基於細胞外囊泡，細胞外囊泡是攜帶生物分子的脂質結合顆粒，幾乎從所有類型的細胞中自然釋放。研究小組在論文中寫道：「細胞外囊泡移植，特別是外泌體移植，比傳統幹細胞移植具有多種優勢，」他們克服了幹細胞治療帶來的所有障礙。

細胞外囊泡治療的關鍵步驟是鑑定可以引導囊泡並增強其治療目標疾病的有效性的蛋白質或基因，因為這些蛋白質或基因有助於將囊泡引導至需要治療的特定細胞或組織。

透過修改或選擇針對某些受體或途徑的蛋白質，科學家可以確保囊泡將其貨物（例如治療分子或遺傳物質）準確地輸送到需要的地方。這種標靶對於最大限度地提高治療效果並最大限度地減少潛在的副作用或與非目標組織的不良相互作用至關重要。

先前的研究證明，Netrin1 是一種以其對心血管系統的保護作用而聞名的蛋白質，可以促進血管生長、支持細胞存活並減少發炎——所有與糖尿病肢體缺血相關的有害因素。

「Netrin1的研究主要是因為它在神經系統發育中的作用，特別是在引導神經細胞方面的作用，」上海第九人民醫院血管外科主任陸新武解釋道。 “它通常與糖尿病性肢體缺血等疾病無關，糖尿病性肢體缺血涉及血流受限、免疫反應和發炎等複雜問題。”

然而，其在糖尿病肢體缺血中的具體作用仍不清楚，促使研究小組將其作為糖尿病肢體缺血的標記和潛在的治療標靶進行探索。

糖尿病肢體缺血可望踏出第一步

他們首先調查了從糖尿病肢體缺血患者身上採集的血液和組織樣本中的 Netrin1 水平，並使用急性動脈栓塞患者的樣本作為對照。

上海交通大學助理研究員徐志覺解釋說：“我們的結果發現，與對照組相比，糖尿病肢體缺血患者的 Netrin1 濃度顯著降低。” “這一發現說明 Netrin1 濃度降低可能在[疾病]進展中發揮作用，並鼓勵我們進一步研究其治療潛力。”

目標是使用源自脂肪組織的轉基因幹細胞來產生更高濃度的 Netrin1。他們透過在正常的細胞過程中將含有 Netrin1 的外泌體（微小的囊泡狀顆粒）釋放到周圍環境中來做到這一點。

研究小組解釋說：“外泌體是通過一種稱為差速超速離心的過程收集的，該過程根據它們的大小和密度來分離和純化它們。” 「純化後，這些富含 Netrin1 的外泌體直接注射到缺血組織中。在那裡，它們有助於改善血液流動並促進組織修復，為糖尿病肢體缺血等疾病提供潛在的治療選擇。

提高組織的癒合能力

在最初的實驗中，富含 Netrin1 的外泌體被發現優於常規脂肪幹細胞外泌體。 「這是因為 Netrin1 活化細胞內的保護通路，幫助細胞抵禦壓力條件，」上海第九人民醫院血管外科博士後薑一紅說。

透過結合 Netrin1 的保護作用和血管促進作用，富含 Netrin1 的外泌體顯著提高了受糖尿病肢體缺血影響的組織的癒合能力。

其成功的關鍵是活化涉及生存和修復的兩條細胞途徑。 「一條途徑促進血管生成，改善缺血組織的血流，而另一條途徑則加速細胞生長和組織修復，」Jiang 說。 「當被富含 Netrin1 的外泌體激活時，這些通路為血管細胞提供了一種‘保護盾’，幫助它們更快更有效地恢復和修復受損組織。”

與支架置入或搭橋手術等侵入性手術相比，富含 Netrin1 的外泌體透過幫助細胞自然修復並恢復受影響肢體的血流，提供了一種有前途的非手術選擇。然而，在這些囊泡投入臨床使用之前，團隊必須克服一些挑戰。

「首先，我們需要開發一種有效的遞送系統，以確保外泌體保持穩定並在體內正常工作，」新武解釋道。 「此外，生產足夠的高品質外泌體也至關重要，因為每批外泌體都必須具有一致的活性和純度。還需要進行廣泛的臨床試驗來確認該療法對患者的長期安全性和有效性。

同時，監測血液 Netrin1 濃度可以幫助醫生在病情進展之前識別出高風險患者，從而實現早期干預。雖然 Netrin1 顯示出作為診斷工具的前景，但該團隊表示，他們正在努力確認其在臨床實踐中的可靠性。

「下一步包括進行更大規模的動物研究，以進一步確認富含 Netrin1 的外泌體的效果和安全性，」Xinwu 說。 「如果這些研究顯示出正面的結果，我們計劃啟動初步的人體試驗。我們也正在研究優化外泌體遞送的方法，確保它們在體內穩定並有效到達目標組織。

“我們的最終目標是將這種創新療法引入臨床，為糖尿病肢體缺血患者提供安全、非侵入性的治療選擇。”

參考文獻：Zhijue Xu, Xing Zhang, Xinwu Lu, et al., Netrin1-Enriched Exosomes From Genetics Modified ADSCs as a Novel Treatment for Diabetic Limb Ischemia , Advanced Healthcare Materials (2024)。 DOI：10.1002/adhm.202403521

Y. Jiang, J. Hu, C. Cui, Z. Peng, S. Yang, J. Lei, B. Li, X. Yang, J. Qin, M. Yin, X. Liu, K. Ye, Z. Xu, X. Zhang, X. Lu, Netrin1-Enriched Exosomes From Genetically Modified ADSCs as a Novel Treatment for Diabetic Limb Ischemia. Adv. Healthcare Mater. 2024, 2403521. https://doi.org/10.1002/adhm.202403521