关键词：聚己内酯PCL、DBCO-PCL支架、工程化内皮细胞囊泡ECVs-N₃、DBCO环辛炔基团、叠氮-环辛炔无铜点击化学

Tailored endothelialization enabled by engineered endothelial cell vesicles accelerates remodeling of small-diameter vascular grafts

Volume 41, November 2024, Pages 127-136

https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2024.07.006

一、材料与支架构建策略  

本研究基于点击化学技术，构建可修饰工程化内皮囊泡的聚己内酯人工血管支架，整套制备体系包含两大核心组分：  

1、 DBCO接枝PCL血管支架：以聚己内酯（PCL）为基材制备内径＜4 mm的小口径人工血管（SDVG），支架表面通过共价键接枝DBCO环辛炔基团作为点击化学反应的锚定位点，兼具良好力学支撑性能与生物可降解特性。  

2、叠氮修饰工程化内皮细胞囊泡（ECVs-N₃）：采用Ac4ManNAz代谢糖工程技术培养内皮细胞，使其细胞膜表面富集叠氮基团；提取细胞外囊泡得到ECVs-N₃，该囊泡完整保留内皮细胞膜表面的功能蛋白，可通过叠氮-环辛炔无铜点击化学与DBCO-PCL支架形成稳定共价结合，最终得到ECVG复合血管移植物。  

二、复合血管移植物的多重生物功能机制  

1、抗血栓作用（抑制血小板黏附与活化）：

支架表面锚定的内皮囊泡可复刻天然内皮细胞膜界面，形成类内皮生物屏障，阻隔血浆蛋白吸附，显著抑制血小板黏附、聚集与活化，降低移植后急性血栓闭塞风险。  

2、促进内源内皮细胞黏附定植：

囊泡携带内皮特异性黏附配体，能特异性招募循环内皮细胞（ECs）贴附与增殖，加速支架表面完整内皮单层的形成，解决传统小口径血管内皮化效率低下的核心问题。  

3、局部抗炎与微环境调控：

内皮囊泡可释放抗炎活性物质，抑制巨噬细胞过度活化及促炎因子分泌，缓解移植后的异物炎症反应，从源头减少血管内膜增生的诱因。  

三、体内单细胞转录组验证结果  

1、细胞组分差异：ECVG移植体内的内皮细胞占比显著高于纯PCL空白支架；  

2、特异性内皮亚群生成：精准内皮化调控可诱导内皮细胞分化形成独特功能亚群Endo_C5，该细胞簇仅在ECVG血管移植物中检出，能够调控血管稳态重构、抑制内膜过度增生；  

3、长期通畅性优势：精准内皮化与抗炎、抗血栓作用协同，可改善小口径人工血管的远期通畅率，突破现有临床自体血管移植的局限。

四、创新价值与应用拓展  

1、技术创新：通过代谢糖工程与无铜点击化学结合，实现囊泡与支架的定点共价修饰，规避了活细胞种植易失活、保存困难及免疫排斥等缺陷；  

2、功能集成突破：单一囊泡修饰同步实现抗血栓、促内皮化、抗炎三重功能，同时解决小口径人工血管内皮化不足、内膜增生、远期通畅率低三大临床难题；  

3、临床应用场景：可用于冠状动脉旁路移植、下肢微血管修复、外周小血管缺损替代等心血管再生修复领域；  

4、体系拓展思路：可更换间充质干细胞、巨噬细胞囊泡等不同功能细胞来源的囊泡，搭配PLA、丝素蛋白等其他可降解高分子支架，拓展至组织工程血管、皮肤、神经支架等再生材料体系。

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