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血管钙化是心血管死亡的独立危险因素，是心血管疾病发病率与死亡率的重要预测因子，是糖尿病、慢性肾脏疾病(CKD)和动脉粥样硬化常见的病理改变和并发症之一。在血管钙化发生的早期，临床上尚无有效逆转钙化发生的干预措施。随着血管钙化的加剧，患者往往需要进行血管置换。组织工程血管(TEBVs)是一种很有前景的生物血管替代品。然而，当TEBVs植入患有糖尿病等基础疾病的患者时，移植物同样容易发生钙化，并导致植入失败。对于TEBVs，一方面需要促进平滑肌细胞快速正常的重建以抵抗动脉瘤的发生，另一方面需要抑制钙化以维持长期稳态和血管通畅。目前，这两个方面都尚无有效的解决办法。

内源性血管祖细胞在病理条件下血管重塑的发生和发展中发挥作用，Gli1+细胞具有间充质干细胞形态和典型的表面标记物，在组织中形成广泛的血管周围网络，并存在于血管外膜。Gli1+细胞能促进再生型H血管的形成，用于组织再生和修复。最近的研究表明，Gli1+细胞是血管平滑肌细胞的祖细胞，在急性血管损伤中可分化为高度分化的平滑肌细胞，而在慢性血管损伤疾病中，Gli1+细胞可分化为成骨细胞样细胞并导致血管钙化。因此，在体靶向Gli1+细胞进行重编程可能是治疗血管钙化的新方法。  

  2023年7月21日，陆军军医大学曾文教授课题组在Science Advances在线发表题为Engineered exosomes reprogram Gli1+ cells in vivo to prevent calcification of vascular grafts and autologous pathological vessels的研究论文。该研究设计了一种工程化外泌体，通过基因工程对间充干细胞分泌的外泌体表面进行修饰以实现靶向，并向外泌体中引入lncRNA-ANCR，用于Gli1+细胞的在体靶向重编程，从而促进TEBVs平滑肌层重建与抑制TEBVs和自体血管钙化。 研究团队首次解析了Gli1+细胞在TEBVs的时空分布规律，发现Gli1+细胞在正常生理和病理状态下均与TEBVs钙化程度呈正相关，首次证实Gli1+细胞是TEBVs钙化的主要细胞来源，也验证了Gli1+细胞是自体血管钙化的关键贡献者。

研究者希望通过工程化方法将外泌体治疗与长链非编码RNA（lncRNA）治疗相结合，并通过负载lncRNA ANCR和靶向Gli1+细胞来调节Gli1+细胞的分化趋势。在本研究中，研究者设计并构建了Lamp2b-E7质粒，将其转染到人骨髓间充质干细胞（HuBM-MSCs）中，并通过电穿孔将lncRNA-ANCR引入HuBM-MSC衍生的E7-EXO中，构建了工程外泌体Ancr/E7-EXO。通过尾静脉注射，Ancr/E7-EXO可以募集到CKD大鼠主动脉弓血管钙化部位，高效在体亲和Gli1+细胞，进而抑制Gli1+细胞的成骨分化。利用EDC/NHS共价交联将Ancr/E7-EXO修饰到TEBVs，移植后可观察到Gli1+细胞能吞噬工程化外泌体，在高糖环境中调节Gli1+细胞分化为收缩型平滑肌细胞（SMC），促进TEBVs中SMCs重建，有效抑制移植物钙化。

经Ancr/E7-EXO修饰的TEBVs在植入8周后，内膜增生得到了抑制，TEBVs的通畅性和血管形态也显著改善。通过原子力显微镜，经Ancr/E7-EXO修饰的TEBVs移植到糖尿病个体中仍然能保持正常硬度。免疫荧光分析显示，经Ancr/E7-EXO修饰的TEBVs和治疗的自体血管具有更多的平滑肌细胞标志物和Gli1+细胞共定位，表明Ancr/E7-EXO促进Gli1+细胞向平滑肌分化。而对照组拥有更多的成骨样标志物与Gli1+细胞共定位，表明Ancr/E7-EXO可显著抑制Gli1+细胞向成骨表型分化。
 

综上所述，该 研究设计的工程化外泌体Ancr/E7-EXO在体重编程Gli1+细胞，一石二鸟，一方面促进血管平滑肌细胞的重建，另一方面抑制血管钙化，为自体血管和移植物抗钙化提供了一种新的理论和策略。 其中，Ancr/E7-EXO标记DiR后，在大鼠活体内的稳定性成测试，均由Vilber最新一代NEWTON系列小动物活体成像系统来完成。