近日，国际著名学术期刊《Chemical Engineering Journal》（影响因子16.744, Engineering/Chemical, Q1, 4/143）在线发表题为“Multibiofunctional TFEB-engineered endothelial progenitor cell-derived extracellular vesicles/hydrogel system for rescuing critical limb ischemia”的研究论文，针对严重下肢缺血提出了一种基于治疗性血管新生和细胞外囊泡的新型治疗策略。该工作由北航生物与医学工程学院、北京生物医学工程高精尖创新中心、生物力学与力学生物学教育部重点实验室樊瑜波教授课题组完成。

外周动脉疾病（Peripheral artery disease, PAD）是一种由外周动脉狭窄或闭塞引起的疾病。在PAD发病的早期，患者往往没有明显的临床症状，随着PAD进展至末期，患者将表现为严重下肢缺血（Critical limb ischemia, CLI），此时患者会产生严重的静息痛、下肢坏疽，截肢和死亡风险也显著增加。临床上CLI的常规治疗策略主要包括药物治疗、血管外科手术以及截肢。但药物副作用、术后再狭窄以及严重的生理和心理创伤限制了这些治疗策略的应用。因此，开发治疗CLI的新策略以克服常规疗法的诸多局限性具有重要的临床意义和应用价值。

近来，结合生物材料与再生医学的研究思路来开发新型CLI治疗策略被研究者们广泛关注。本研究使用了一种内源性基因表达策略，设计并制备了能够表达TFEB的工程化内皮祖细胞细胞外囊泡。此外，为了解决细胞外囊泡在体内半衰期短以及药物控释难的问题，本研究基于下肢缺血患者组织病理学变化的特征构建了一种温度/pH双响应性水凝胶作为细胞外囊泡的载体，用于CLI的无创治疗。该水凝胶载体可根据肢体的缺血严重程度智能释放细胞外囊泡，并在动物实验中取得了良好的CLI治疗效果。进一步的分子生物学和动物实验结果初步验证了该治疗策略背后潜在的生物学机制可能与其能够激活缺血组织中的自噬-溶酶体通路有关，促进缺血肢体血管新生的同时可以减轻肌肉组织的缺血损伤。该研究工作对开发CLI的新型无创治疗手段提供了理论依据，具有向临床常规治疗策略发展的重要潜力。

该研究获国家自然科学基金项目、国家重点研发计划等资助（No.32071359，11827803，61227902，2020YFC0122203）。北航生物与医学工程学院、北京生物医学工程高精尖创新中心、生物力学与力学生物学教育部重点实验室为第一完成单位，博士研究生肇晨、邢正为上述成果的共同第一作者，刘海峰教授、樊瑜波教授为共同通讯作者。

图1. 工程化细胞外囊泡复合水凝胶用于治疗小鼠严重下肢缺血

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.141730