北航刘海峰、樊瑜波《Adv. Healthc. Mater.》：负载VEGF/TFEB工程化细胞外囊泡水凝胶用于治疗严重下肢缺血

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严重下肢缺血（CLI）是外周动脉疾病最严重的临床表型之一，每年会导致许多患者截肢或死亡，严重危害着人类的生命健康。临床上常规的CLI治疗手段包括药物治疗、血管外科手术治疗和截肢治疗。然而，药物副作用、手术风险与严重的生理和心理创伤限制了这些治疗手段的应用。因此，开发出治疗CLI的新策略以克服常规疗法的诸多局限性具有重要意义。

近日，北京航空航天大学生物与医学工程学院刘海峰教授、樊瑜波教授课题组在《Advanced Healthcare Materials》期刊上发表了题为“Hydrogel Loaded with VEGF/TFEB-Engineered Extracellular Vesicles for Rescuing Critical Limb Ischemia by a Dual-Pathway Activation Strategy”的文章（DOI: 10.1002/adhm.202100334）。为了克服常规CLI治疗策略的局限性，该课题组开发了一种负载VEGF/TFEB工程化细胞外囊泡（EV）的水凝胶。该策略的优势主要体现在以下三个方面：一、通过内源性基因表达策略设计和制备工程化EV以提高天然EV的生物活性。二、将可注射的热响应水凝胶应用于原位递送基因工程EV，可根据肢体的缺血严重程度智能释放EV。三、该策略可以通过激活VEGF/VEGFR通路和自噬-溶酶体通路，促进缺血肢体血管新生的同时减轻肌肉组织的缺血损伤。本研究为开发基于工程化EV的CLI治疗策略提供了新的思路，同时为新型CLI无创治疗策略进一步走向临床奠定了研究基础。论文第一作者为北京航空航天大学博士研究生邢正；清华大学博士研究生肇晨参与了本研究；北京航空航天大学刘海峰教授和樊瑜波教授为该论文的共同通讯作者。

本文要点

（1）通过内源性基因表达策略成功构建VEGF/TFEB工程化EV。

（2）热响应水凝胶能够根据环境温度的变化控制EV的释放速度，同时能够提升EV在体内的稳定性。

（3）负载工程化EV的水凝胶能够显著恢复CLI小鼠缺血肢体的血流、提升肢体运动能力并降低肢体坏死率。

（4）负载工程化EV的水凝胶能够显著促进CLI小鼠缺血肢体的血管新生，这与其能够激活VEGF/VEGFR通路相关。 

（5）负载工程化EV的水凝胶能够通过激活自噬-溶酶体通路，在缺血情况下保护肌肉细胞，降低缺血引起的肌肉组织损伤。

作者简介

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北京航空航天大学生物与医学工程学院刘海峰教授：博士生导师，教育部新世纪优秀人才，中国解剖学会血管分会委员、中国研究型医院学会运动医学专业委员会委员、中国生物材料学会康复器械与生物材料分会委员。主要从事生物医用材料的研究开发和临床应用、干细胞的培养与分化、药物控释和基因载体的研究。先后主持中央在京高校重大成果转化项目、国家科技支撑计划课题和多项国家自然科学基金项目。在本领域主流期刊发表SCI论文80余篇，获得授权国家专利3项。

北京航空航天大学生物与医学工程学院樊瑜波教授：北京航空航天大学医工交叉创新研究院院长、医学科学与工程学院院长，生物力学与力学生物学教育部重点实验室主任、生物医学工程北京高精尖中心主任。长江学者，杰青，国家自然科学基金创新群体带头人，科技部重点领域创新团队带头人。美国医学生物工程院（AIMBE）、国际医学与生物工程科学院（IAMBE）、世界生物材料学会 (FBSE) 会士。医工整合联盟理事长，国务院学位委生物医学工程学科评议组成员。近年来，致力于生物力学、力生物学及其与生物材料交叉融合的基础和应用研究，从交叉学科角度研究疾病与健康相关问题、开展新型医疗器械基础及关键技术、医疗器械科技发展战略研究。发表SCI论文300余篇，H指数57，Elsevier生物医学工程高被引学者。

参考文献：

Xing Z, Zhao C, Wu S, Yang D, Zhang C, Wei X, Wei X, Su H, Liu H, Fan Y. Hydrogel Loaded with VEGF/TFEB-Engineered Extracellular Vesicles for Rescuing Critical Limb Ischemia by a Dual-Pathway Activation Strategy. Adv Healthc Mater. 2021

相关链接

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202100334

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