中国组织工程研究 ›› 2026, Vol. 30 ›› Issue (13): 3424-3434.doi: 10.12307/2026.325
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基因转染技术与组织纤维化修复
吴显元1，张霓霓1，黄桂林2
- 1遵义医科大学附属口腔医院口腔颌面外科，贵州省遵义市 563000；2遵义医科大学第五附属医院，广东省珠海市 519000
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接受日期:2025-07-04出版日期:2026-05-08发布日期:2025-12-26 -
通讯作者:张霓霓，硕士，副教授，遵义医科大学附属口腔医院口腔颌面外科，贵州省遵义市 563000 -
作者简介:吴显元，男，1999年生，贵州省独山县人，布依族，遵义医科大学在读硕士，主要从事口腔颌面部放射性组织损伤的修复研究。 -
基金资助:国家自然科学基金项目(81860198)，项目负责人：张霓霓；国家自然科学基金项目(81960204)，项目负责人：黄桂林
Gene transfection technology and tissue fibrosis repair
Wu Xianyuan1, Zhang Nini1, Huang Guilin2
- 1Department of Oral and Maxillofacial Surgery, Affiliated Stomatological Hospital of Zunyi Medical University, Zunyi 563000, Guizhou Province, China; 2The Fifth Affiliated Hospital of Zunyi Medical University, Zhuhai 519000, Guangdong Province, China
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Accepted:2025-07-04Online:2026-05-08Published:2025-12-26 -
Contact:Zhang Nini, MS, Associate professor, Department of Oral and Maxillofacial Surgery, Affiliated Stomatological Hospital of Zunyi Medical University, Zunyi 563000, Guizhou Province, China -
About author:Wu Xianyuan, Master candidate, Department of Oral and Maxillofacial Surgery, Affiliated Stomatological Hospital of Zunyi Medical University, Zunyi 563000, Guizhou Province, China -
Supported by:National Natural Science Foundation of China, No. 81860198 (to ZNN); National Natural Science Foundation of China, No. 81960204 (to HGL)
摘要：
文题释义：
基因转染：是指通过物理、化学或生物手段将外源基因(如DNA或RNA)人工导入真核细胞内的技术，以实现目的基因在宿主细胞中的表达或功能研究。组织纤维化：是指因慢性损伤或炎症导致组织内细胞外基质异常沉积、结构硬化的病理过程，本质为修复失衡引起的瘢痕化反应。常见于肝脏、肺、肾脏、心脏等器官，可进展为肝硬化、肺纤维化、肾纤维化等终末期病变。
摘要
背景：近年来研究发现外泌体在组织损伤修复领域具有巨大潜力，作为天然纳米级囊泡载体，外泌体具有低免疫原性与较好的生物相容性等优点，在细胞间通讯中发挥重要作用，基因工程化细胞通过旁分泌作用发挥组织修复功能已成为目前研究者们关注的重点。
目的：总结基因转染技术在肺、肝、心脏、肾、唾液腺纤维化修复中的作用，展望工程化外泌体的未来研究方向与发展趋势。
方法：在PubMed数据库中以“gene transfection，gene therapy，transfection，tissue fibrosis，mechanism of fibrosis，radiation-induced salivary gland injury，repair”为关键词进行检索，在CNKI数据库中以“基因转染，基因治疗，组织纤维化，纤维化的机制，放射性唾液腺损伤，组织修复”为关键词进行检索，通过快速浏览文章题目及摘要进行筛选，排除与主题关系不密切的文章，最终筛选出80篇文献进行综述。
结果与结论：①通过基因工程化干细胞、基因工程化干细胞衍生外泌体将外源基因导入目的细胞可以发挥抗细胞凋亡、抗炎、抗纤维化等作用，在修复肺、肝、心脏、肾、唾液腺纤维化损伤疾病中发挥重要作用；②外泌体作为一种天然的纳米级细胞间通讯载体，因其优异的生物相容性、低免疫原性和高效的细胞摄取能力，逐渐成为基因治疗的新型载体；基因工程化干细胞衍生外泌体克服了传统干细胞移植过程中细胞寿命有限、细胞植入效率低以及细胞移植可能带来的免疫排斥反应和肿瘤形成风险等，具有更高的安全性和更有效的靶向递送能力；③通过基因工程、化学修饰等手段增强外泌体的靶向性，并结合基于微流控的分离技术和跨学科治疗策略进一步提高了治疗效果；但目前运用基因工程化细胞并使其通过旁分泌作用发挥组织修复作用的研究较少，且多数为体外实验研究或小动物模型研究，缺乏大动物模型和长期安全性评估数据，未来仍需加强临床转化研究进一步验证其治疗安全性和长期有效性。
https://orcid.org/0009-0002-2570-8307 (吴显元)
中图分类号:
引用本文
吴显元, 张霓霓, 黄桂林. 基因转染技术与组织纤维化修复[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(13): 3424-3434.
Wu Xianyuan, Zhang Nini, Huang Guilin. Gene transfection technology and tissue fibrosis repair[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2026, 30(13): 3424-3434.
2.1 组织纤维化的机制研究与治疗策略 纤维化是一种以细胞外基质过度沉积和肌成纤维细胞异常活化为核心的病理过程，广泛发生于心脏、肝脏、肾脏等多种器官的慢性疾病终末期，最终导致器官功能衰竭。纤维化的发病机制复杂，涉及多种细胞、分子信号通路及免疫调节的失调。组织纤维化的治疗策略需针对其核心机制(如肌成纤维细胞活化、细胞外基质沉积、炎症反应等)进行多靶点干预。
2.1.1 纤维化的发病机制
(1)核心病理特征：多种内源性和外源性因素可启动机体的纤维化反应，如遗传因素、自身免疫性炎症、慢性感染、反复外源性毒物暴露、肥胖、高血压和糖尿病等。虽然在不同器官和不同的疾病背景下纤维化的致病因素不同，但纤维化过程根据病理特征可分为4个主要阶段：首先，由内源性或外源性因素引起的组织损伤引发炎症反应；其次，来自外周血和外周淋巴组织的免疫细胞被大量募集到受伤部位；第三，激活关键的纤维化效应细胞，即肌成纤维细胞；第四，细胞外基质成分的过度产生和沉积最终会导致组织纤维化及器官衰竭[1]，见图3。
(2)关键信号通路：①转化生长因子β/Smad通路：转化生长因子β1作为主要促纤维化因子，通过激活Smad蛋白家族调控成纤维细胞向肌成纤维细胞转化[2]；②非Smad依赖通路：包括磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(phosphoinositide 3 kinase/protein kinase B，PI3K/Akt)、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)(如p38/MAPK)和腺苷单磷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)通路，参与调控氧化应激和肌成纤维细胞活化[3-5]；③Wnt/β-catenin通路：促进巨噬细胞极化并刺激成纤维细胞增殖，在纤维化发病机制的中间过程中发挥重要作用[6-7]；④核因子κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB)通路：通过调控炎症反应因子，如白细胞介素1β和白细胞介素6和转化生长因子β信号传导影响关键纤维化效应细胞的激活，从而干扰纤维化发病过程[8]。
(3)免疫调节：巨噬细胞可分为两种表型：促炎型M1型和抗炎型 M2 型。M2型巨噬细胞可以分泌转化生长因子β和白细胞介素10以促进成纤维细胞转化为肌成纤维细胞。调节性T细胞是CD4+ T细胞的一个亚群，在放射性纤维化发生中起关键作用。实验发现调节性T细胞通过转化生长因子β和Wnt等细胞外信号分子参与肌成纤维细胞活化，从而促进纤维化的发生[9]。
(4)NLRP3炎性小体：NLRP3炎性小体是先天免疫系统的关键组分，通过介导白细胞介素1β/白细胞介素18分泌促进成纤维细胞向肌成纤维细胞转化，在纤维化发病中起核心作用[10]。
2.1.2 组织纤维化的分子靶向治疗
(1)靶向信号通路：最近的研究表明，miR-29家族(miR-29a，b，c)通过5’非翻译区(UTR)与靶基因mRNA的3’非翻译区配对，使靶基因的mRNA降解，完成抑制靶基因转录和翻译的生理过程。研究发现miR-29与上皮-间充质转化密切相关，miR-29通过靶向转化生长因子β/Smad、PI3K/Akt/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)等通路抑制上皮-间充质转化和纤维化基因的表达，成为潜在治疗靶点[11]。实验发现转化生长因子β抑制剂如SB431542可阻断转化生长因子β受体，减少细胞外基质沉积[12]。
(2)调节巨噬细胞极化：通过靶向诱导血红素氧合酶1的表达或通过多功能微凝胶递送免疫调节信号诱导巨噬细胞向促再生表型转化[12]。
(3)抗氧化与抗炎通路：血红素氧合酶1作为内源性保护剂，其通过清除活性氧以抑制氧化应激，从而在一定程度上延缓了纤维化进展[13]。
(4)细胞因子作用：白细胞介素10是一种细胞因子，具有抗炎和抗纤维化作用。它可以抑制Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白的产生，还可以促进基质金属蛋白酶的表达并抑制成纤维细胞向肌成纤维细胞转化。此外，白细胞介素10可促进巨噬细胞分化为再生表型，进一步发挥抗纤维化作用[3]。近年来，研究者在纤维化发生的炎性机制、免疫调控及细胞因子作用方面取得了重要进展，然而如何将这些基础研究成果转化为有效的临床治疗手段仍面临重大挑战[9]。
2.2 基因治疗现状 基因治疗是通过将外源基因引入目标细胞，利用基因本身作为治疗手段，来修复或弥补因缺陷或异常基因引起的疾病，从而实现治疗效果[14]。基因治疗可以用于治疗遗传性疾病、癌症、纤维化类疾病和自身免疫性疾病等多种疾病，见表1。
近年来，基因治疗领域发展迅猛，取得了重大突破。来自不同国家的药物监管机构已批准20多种基因疗法用于临床。基因治疗领域包括：离体基因递送与体内基因递送、基因添加与基因组编辑、体细胞基因治疗与种系基因治疗[15]。基因治疗的主要步骤包括：确定治疗靶点基因、设计和构建治疗基因载体、传递治疗基因到患者体内、确保基因的稳定性和安全性、监测治疗效果和不良反应等。常用的基因传递载体主要包括病毒载体和非病毒载体，它们能够将治疗基因有效地传递到细胞内[16]。随着基因工程的不断发展和临床实践的积累，基因治疗有望成为未来治疗许多疾病的重要手段。基因转染技术是基因治疗的关键手段之一，对治疗效果具有重要影响[17]。
2.3 基因转染技术的原理 基因转染技术是通过将外源基因导入目标细胞，使其表达特定蛋白质或RNA，从而实现对细胞功能的调控。常用的转染方法包括病毒载体转染和非病毒载体转染。在病毒载体转染中，常用的载体包括慢病毒、腺相关病毒和反转录病毒等，它们能够高效地将外源基因导入细胞并在细胞内稳定表达。而非病毒载体转染则利用人工制备的载体(如质粒DNA、脂质体或聚合物)向细胞递送外源基因。通过基因转染技术，可以调控细胞的增殖、凋亡、分化等功能，从而影响组织的修复和再生过程。
不同载体转染方法的优缺点见表2。
2.3.1 病毒载体转染法 通过将病毒转化为病毒载体，病毒已被重新利用为基因递送工具。最常用的载体是慢病毒载体，其来源于人类免疫缺陷病毒。病毒载体可以有效地将外源基因导入宿主细胞，并利用其复制机制实现基因表达[18]。近年来关于慢病毒的研究受到广泛关注，如何解决转染效率低、基因难以稳定表达、引发宿主细胞免疫反应等问题成为当下研究的主要方向。
(1)慢病毒载体转染：慢病毒载体是一种常用于基因转染的病毒载体，相较于其他病毒载体，慢病毒具有一些独特优点，如能够实现长期稳定的基因表达、适用于广泛的细胞类型和组织、能够转染较大的基因片段等。慢病毒载体介导的基因疗法在肿瘤治疗领域已成为研究热点，但其转导效率不足仍是限制临床转化应用的关键因素[19]。
(2)腺相关病毒载体转染：近年来研究发现重组腺相关病毒可作为有效的基因递送载体，且具有良好的安全性特征[20]。在众多的腺相关病毒载体中，8型腺相关病毒以其高效、稳定的基因转染特性而备受关注。目前，重组8型腺相关病毒已广泛应用于多种疾病的基因治疗研究中，包括遗传性疾病、癌症、自身免疫性疾病和病毒性疾病等[21]。
2.3.2 非病毒载体转染法 非病毒载体法包括化学、物理或生物法。近年来，研究较多的非病毒载体是聚合物、脂质、无机颗粒或不同类型的组合。与病毒载体相比，非病毒载体具有低细胞毒性、低免疫原性和操作简便等优点。然而，研究表明，非病毒载体在基因递送应用中存在明显局限性，主要表现为转染效率低、靶向特异性不足以及外源基因表达持续时间短等问题[22]。
(1)化学转染法：化学转染法主要有阳离子脂质体法、磷酸钙共沉淀法。WANG等[23]用阳离子脂质体进行转染实验时发现人参皂甙作为一种新的稳定剂可以提高阳离子脂质体的转染效率和生物相容性。单独使用化学转染法效果不佳，HADI等[24]研究结果表明，联合应用化学与物理转染方法可显著提高基因转染效率，为癌症治疗提供了一种具有良好应用前景的新型递送策略。
(2)物理转染法：物理转染法作为一种细胞内递送技术，具有操作直接、过程可控、效率高且作用迅速等显著优势。物理转染法包括电穿孔、基因枪、显微注射、激光、高温、超声波和流体动力学基因转移。近年来，基于纳米通道平台进行的物理转染法成为学者们关注的焦点，通过一种非病毒电活性纳米注射平台进行基因转染在一定程度上提高了基因转染效率[25]。
2.4 基因转染技术在纤维化疾病中的应用 基因转染技术为纤维化疾病的干预提供了新思路，该技术通过特异性递送治疗基因或利用基因编辑工具调控关键纤维化信号通路(如转化生长因子β/Smad、Wnt/β-catenin等)，从而实现对纤维化进程的靶向调控。基因转染技术在纤维化疾病中的应用详见表3。
2.4.1 肺纤维化 特发性肺纤维化是一种慢性、进行性且不可逆的间质性肺疾病。虽然肺纤维化的确切病因和发病机制尚未完全阐明，但目前研究普遍认为，肺泡上皮细胞损伤诱发的成纤维细胞向肌成纤维细胞转化，以及细胞外基质成分(如胶原蛋白)的异常沉积，是推动特发性肺纤维化疾病进展的关键病理因素。目前，患者主要依靠口服抗纤维化药物来缓解肺纤维化，如吡非尼酮和尼达尼布等，但口服抗纤维化药物并不能逆转肺纤维化的进展[26]。研究发现，转染CXCR7基因的脐带间充质干细胞通过抑制Wnt/β-catenin-Notch/Jag1信号轴，显著减轻了肺纤维化病理损伤并促进肺泡结构重建[27]。WANG等[28]实验发现，对于博莱霉素诱导的肺纤维化小鼠，通过体内转染上调肺组织中Huntingtin蛋白激酶2的表达，发现肺纤维化减轻；对于转化生长因子β1诱导的小鼠肺成纤维细胞，通过体外转染上调细胞中Huntingtin蛋白激酶2的表达，可抑制小鼠肺成纤维细胞的增殖和迁移，促进小鼠肺成纤维细胞的凋亡，并减少间充质标志物和β-catenin的表达，结果表明体内转染Huntingtin蛋白激酶2通过阻断小鼠肺成纤维细胞中的Wnt/β-catenin通路，抑制成纤维细胞增殖并诱导凋亡，减少胶原沉积，改善纤维化，促进组织修复。有研究表明，在过表达胸腺细胞分化抗原1的肺成纤维细胞中，细胞增殖被抑制且细胞凋亡加速，胸腺细胞分化抗原1通过干扰Wnt信号传导，直接逆转成纤维细胞活化状态[29]。LIU等[30]实验表明，转染miR-27a-3p通过抑制Wnt3a/β-catenin信号通路，下调Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原的表达，从而促进异常细胞外基质的降解。以上实验说明Wnt/β-catenin 信号通路在肺纤维化发展过程中发挥着重要的作用。还有研究显示，转染miR-221通过阻断转化生长因子β1/Smad3/上皮-间充质转化通路，在博莱霉素诱导的肺纤维化模型中展现出显著的组织修复效果[31]。ZHU等[32]通过基因转染实验发现miR-506可能是细胞凋亡和炎症的重要调节因子，可调控细胞凋亡与炎症平衡，创造组织修复微环境。肺纤维化是以肺组织纤维化增生和瘢痕形成为主要病理特征的慢性肺部疾病，其进行性发展可导致不可逆的肺功能损害，目前临床尚缺乏有效的根治性治疗手段。以上研究共同揭示：基因转染技术不仅能阻断纤维化进展，更能通过多靶点干预(抑制异常活化、促进细胞凋亡、重塑细胞外基质平衡)实现功能性组织修复。相较于传统药物的症状控制，基因转染展现出逆转纤维化病理改变的独特优势，为特发性肺纤维化治疗提供了突破性策略。
2.4.2 肝纤维化 肝纤维化是由慢性肝损伤引发的进行性病理过程，可进一步发展为肝硬化和肝细胞癌。近年来的流行病学数据显示，肝纤维化的全球疾病负担持续加重，其发病率与死亡率均呈现显著上升趋势。然而，目前抗肝纤维化的药物存在靶向性差、疗效有限、毒副作用多等问题[33]。近年来越来越多的研究发现miRNA对肝纤维化治疗有一定的作用，然而如何将miRNA递送至受损组织成为治疗的关键。有研究发现，脂肪间充质干细胞分泌的外泌体可将miRNA递送至肝星状细胞，将脂肪间充质干细胞工程化以过表达miR-181-5p，选择性将外泌体归巢至小鼠肝星状细胞或四氯化碳诱导的肝纤维化小鼠模型，使得纤维化基因的表达受到抑制，有效逆转了细胞外基质沉积[34]。PAIK等[35]用硫代乙酰胺处理人肝星状细胞以及向小鼠皮下注射硫代乙酰胺构建肝纤维化的体外和体内模型，然后将转染抗纤维化miR-150的脂肪间充质干细胞来源外泌体作用于肝纤维化模型，发现其通过三重机制(抗纤维化、促增殖、抗氧化)实现肝组织功能重建。还有研究表明，转染miR-10a模拟物也可改善肝纤维化，其作用机制可能是miR-10a通过调节转化生长因子β1/Smads信号转导通路促进肝细胞再生[36]。此外，MOON等[37]研究表明，将转染肝细胞生长因子的人间充质干细胞移植至二甲基亚硝胺诱导的肝纤维化模型大鼠，可显著降低细胞毒性、减少细胞内活性氧水平，同时天冬氨酸氨基转移酶和丙氨酸氨基转移酶水平下降，具有修复肝实质细胞的作用。还有实验发现，转染CXCL9至脐带间充质干细胞可以提高脐带间充质干细胞治疗肝纤维化的效果，主要是脐带间充质干细胞归巢和驻留在肝纤维化部位的能力得到了增强，提高了局部修复效率[38]。XU等[39]实验表明，白细胞介素10基因修饰的树突状细胞通过诱导调节性T细胞和抑制转化生长因子β/Smad信号通路减轻了小鼠肝纤维化，促进肝细胞再生。以上研究表明：基因转染技术不仅能阻断纤维化进展，更通过多维度机制(靶向递送、信号重编程、细胞功能重塑)实现结构性修复。
2.4.3 心脏纤维化 心脏纤维化的特点是细胞外基质过度沉积，导致心脏功能受损并进一步发展成心力衰竭。在病理刺激下，心脏成纤维细胞被激活，然后分化为成肌母细胞，也就是成纤维细胞到肌成纤维细胞的转化，因此心脏成纤维细胞是介导进行性心脏纤维化的主要细胞[40]。传统治疗手段难以逆转已形成的纤维化病变，而基因转染技术通过靶向调控纤维化核心机制，展现出显著的组织修复潜力。LEE等[41]研究显示，达格列净通过调节SGK1信号通路和抑制上皮钠通道蛋白来逆转纤维化，改善心肌僵硬度。用miR-125a-3p模拟物转染糖尿病心肌病小鼠，不仅减轻了心肌纤维化，同时还改善了线粒体功能和抑制了炎症反应，实现心脏结构与功能的协同修复，这些发现为糖尿病心肌病的治疗提供了一个有价值和有前途的治疗靶点[42]。实验研究发现，将miR-548c-3p模拟物通过慢病毒转染大鼠心肌梗死模型，可实现细胞外基质结构重塑，抑制原癌基因c-Myb的蛋白表达，miR-548c-3p通过靶向c-Myb抑制纤维化相关因子(包括α-平滑肌肌动蛋白和胶原蛋白Ⅰ)的表达[43]。还有研究用携带miR-130a的AAV-9转染心肌梗死模型小鼠，发现miR-130a通过直接靶向转化生长因子β受体1调节转化生长因子β/Smad信号传导，抑制缺氧心肌成纤维细胞向肌成纤维细胞转化，使已活化的肌成纤维细胞发生表型逆转，恢复心脏组织弹性[44]，因此，对于治疗心脏纤维化，miR-130a是一个很有希望的治疗靶点。此外，ZHANG等[45]实验结果显示，miR-34a能够通过靶向Pin-1信号通路促进心脏成纤维细胞凋亡，同时抑制Ⅰ型胶原蛋白合成、细胞活性和迁移能力，从而改善纤维化。综上，通过基因转染技术转染miRNA等可以通过调节分子通路抑制成纤维细胞向肌成纤维细胞转化，从而逆转心脏纤维化，改善心功能。
2.4.4 肾纤维化 肾纤维化的特征在于肾实质中进行性细胞外基质沉积，最终形成组织瘢痕和不可避免的肾功能恶化。血管稀疏、肾小球硬化和间质性炎症不仅是肾纤维化的典型病理特征，还可能通过多种机制促进其发生发展。基因转染技术通过多靶点干预纤维化进程，实现组织修复。研究表明，胶质细胞源性神经营养因子(glial cell line-derived neurotrophic factor，GDNF)参与肾脏的形态发生并改善肾纤维化，促进组织再生[46]。有研究发现，单侧输尿管梗阻小鼠通过尾静脉注射转染GDNF的人脂肪间充质干细胞，发现其改善了组织缺氧，抑制氧化应激，并通过降低内皮细胞(CD31)和肌成纤维细胞(α-平滑肌肌动蛋白)标志物的共表达来抑制内皮向间充质转化。GDNF基因通过PI3K/Akt/内皮型一氧化氮合酶信号通路增强人脂肪间充质干细胞改善肾脏微循环的能力，进而抑制内皮细胞向间充质细胞转化和肾脏纤维化[47]。CHEN等[48]通过慢病毒转染系统将GDNF转染至人脂肪间充质干细胞，分离出外泌体，发现其可以刺激肾脏纤维化小鼠模型的血管生成以及细胞凋亡从而改善肾纤维化，其机制可能是通过激活SIRT1/内皮型一氧化氮合酶信号通路从而促进肾小管周毛细血管的生成。此外，一些miRNA也被发现作为肾脏纤维化疾病的关键调节因子而发挥重要作用。ZHANG等[49]将含有miR-92d-3p 的慢病毒转染到糖尿病肾病小鼠模型中，发现miR-92d-3p通过抑制C3/HMGB1/转化生长因子β1通路和上皮-间充质转化来减少胶原沉积。有实验发现，在狼疮肾炎小鼠中，转染miR-125a-3p可下调转化生长因子β1，抑制白细胞介素17介导的炎症反应，改善肾小球硬化指数[50]。另一项研究显示，miR-30c-5p通过减少JAK1的表达，抑制高糖诱导的上皮-间质转化和干预糖尿病肾病的纤维化进程以修复组织纤维化[51]。另有实验发现，miR-181可能通过与早期生长反应因子1的结合而成为调控促纤维化标志物的重要递质，有望成为肾纤维化诊断和治疗的新靶点[52]。此外，LEE等[53]实验发现，人促红细胞生成素mRNA转染的间充质干细胞可以抑制上皮-间充质转化，改善肾功能指标。转染肝细胞生长因子的骨髓间充质干细胞也可以有效减轻大鼠肾间质纤维化[54]。以上文献表明，转染GDNF、miRNA以及生长因子等通过调节信号转导通路以实现恢复肾脏微血管架构，改善肾功能。
2.4.5 放射性唾液腺纤维化 放疗通常用于治疗头颈部恶性肿瘤，但放射线也会对周围的正常组织造成损伤，包括唾液腺，引起唾液腺纤维化，从而导致唾液分泌减少、口干、口腔感染等问题，对患者的口腔健康和生活质量造成了严重影响。传统治疗方法为药物治疗，利用药物来改善和刺激唾液的分泌，如氨磷汀、毛果芸香碱、抗氧化剂等，然而，药物治疗缺乏特异性和高效性[55]。许多学者普遍认为间充质干细胞具有多向分化潜能，可以修复放射性损伤的唾液腺，促进组织再生。然而，有研究发现，间充质干细胞移植后1周，仅有<1%的细胞能存活下来[56]，因细胞寿命有限、细胞植入效率低以及细胞移植可能带来的免疫排斥反应和肿瘤形成风险，限制了其在临床的广泛应用。近年来，广大学者逐渐把研究的焦点从干细胞治疗过渡到无细胞治疗。基因转移到唾液腺治疗唾液腺功能障碍是一种有前途的方法[57]。LI等[58]通过颌下腺导管将腺相关病毒-神经生长因子逆行灌注到放射性唾液腺损伤模型中，发现腺相关病毒介导的基因治疗可恢复唾液分泌功能，抑制放射诱导的细胞凋亡；在机制上，神经生长因子通过去磷酸化JNK激酶而不是促进AKT磷酸化来抑制放射诱导的细胞凋亡，这为放射性唾液腺纤维化修复的再生医学研究带来了更多的希望。最近，有研究发现脂肪间充质干细胞来源外泌体具有促进放射性唾液腺再生修复的作用，其主要通过外泌体中的miR-199a-3p直接靶向上皮间充质相关转录因子Twist1，从而阻断转化生长因子β1/Smad3通路，减轻上皮-间充质转化，改善唾液腺纤维化，促进组织修复再生[59]。总之，目前放射性唾液腺纤维化治疗的研究方向主要为干细胞治疗和无细胞治疗，越来越多的研究表明通过基因转染可以有效改善放射性唾液腺纤维化，促进组织再生，恢复唾液腺功能。
2.4.6 其他组织纤维化 放射性肠炎、肠纤维化常常于癌症患者放疗后出现。YANG等[60]用慢病毒转染骨髓间充质干细胞以过表达miR-200b，发现miR-200b可以通过微囊泡从转基因骨髓间充质干细胞转移到靶细胞或组织中，从而通过抑制上皮-间充质转化减轻实验性结肠炎相关的肠纤维化。另有研究表明，维生素D受体可以通过Pmaip1介导的途径抑制隐窝干/祖细胞凋亡来改善辐射诱导的肠损伤，维持肠道屏障完整性[61]。此外，大多数接受放射治疗的患者都会出现放射性皮肤损伤，迫切需要有效的治疗，而线粒体超氧化物歧化酶转染实验显示，线粒体超氧化物歧化酶通过抑制铁凋亡可以减轻辐射诱导的皮肤损伤[62]。FUJISAWA等[63]实验发现，转染miR-146b-5p模拟物可减弱皮肤纤维化，而miR-146b-5p抑制剂强烈促进皮肤纤维化，其机制可能是miR-146b-5p抑制脂肪组织细胞中血小板衍生生长因子受体α表达，使促纤维化活性丧失，逆转纤维化。还有研究表明，骨髓间充质干细胞衍生的外泌体通过递送miR-214抑制白细胞介素33/ST2轴减轻皮肤纤维化，改善皮肤弹性[64]。
2.5 干细胞、外泌体作为基因递送载体治疗组织纤维化的潜力及优势 近年来，间充质干细胞和外泌体因具有天然靶向性、低免疫原性和高效递送能力，成为基因治疗的新型载体，在治疗组织纤维化方面展现出巨大潜力和优势，成为广大研究者关注的热点。
2.5.1 干细胞作为基因递送载体治疗组织纤维化的潜力 干细胞，尤其是间充质干细胞，具有自我更新和多向分化能力，越来越多的研究表明，干细胞的治疗效果并不完全依赖于其向受损组织的定向分化能力，而是更多地依赖于其旁分泌作用。旁分泌作用是指干细胞通过分泌多种生物活性分子(如细胞因子、生长因子、miRNA等)来调节周围细胞的行为，从而促进组织修复和再生[65]。基因工程化干细胞通过增强干细胞的抗纤维化能力，为纤维化治疗提供了新的思路。基因工程化干细胞可以通过过表达特定的抗纤维化因子来增强其治疗效果，例如通过基因修饰使间充质干细胞过表达骨形态发生蛋白7，能够显著抑制转化生长因子β1的活性，从而减轻肺纤维化[66]。其次，基因工程化干细胞也可以通过分泌抗炎因子来调节炎症反应，减轻纤维化。在肝纤维化模型中，基因工程化间充质干细胞通过过表达白细胞介素10显著抑制了肝星状细胞的激活，减少纤维化模型中的炎症反应，改善肝纤维化[67]。另外，基因工程化干细胞还可以通过促进组织修复来改善纤维化，例如通过基因修饰使间充质干细胞过表达肝细胞生长因子，促进肺泡上皮细胞修复、减少胶原蛋白沉积，增强其在肺纤维化模型中的治疗效果[68]。总之，基因工程化干细胞通过增强抗纤维化因子的表达、调节炎症反应和促进组织修复等，在纤维化治疗中展现出巨大潜力。
2.5.2 外泌体作为基因递送载体治疗组织纤维化的潜力 近年来的研究发现基于干细胞的疗法在临床应用中仍存在一些局限性，如细胞寿命有限、细胞植入效率低以及细胞移植可能带来的免疫排斥反应和肿瘤形成风险等。基因工程化干细胞通过旁分泌作用从而达到无细胞治疗的方法，成为当下再生医学研究的焦点。外泌体是细胞旁分泌的纳米级膜囊泡，含有蛋白质、脂质、mRNA和miRNA等多种生物分子。外泌体作为基因递送载体的主要作用机制包括：①靶向递送：外泌体表面的特定分子使其能够靶向特定细胞或组织；②细胞摄取：外泌体能够被受体细胞摄取，并在细胞内释放其携带的生物分子；③基因调控：外泌体中的miRNA和mRNA可以直接调节受体细胞的基因表达[69]。为了增强干细胞的旁分泌作用，可采用基因工程化技术，通过基因编辑(如CRISPR/Cas9)或基因转染(如AAV载体)，将特定基因导入干细胞中，使其分泌的外泌体中过表达或抑制某些关键分子而发挥治疗作用。基因工程化干细胞产生的外泌体可以通过靶向关键信号通路来抑制细胞外基质的过度沉积，例如在系统性硬化症皮肤纤维化模型中，外泌体通过抑制转化生长因子β1/Smad3信号通路，显著降低纤维化标志物的表达以改善纤维化，修复受损组织[70]；其次，通过调节炎症细胞的极化来减轻纤维化，例如间充质干细胞来源外泌体能够促进巨噬细胞从促炎的M1表型向抗炎的M2表型转变，减少炎症因子的分泌，减轻纤维化[71-72]；再者，基因工程化干细胞分泌的外泌体还可以通过促进受损细胞的再生来改善纤维化，例如在肺纤维化模型中，工程化外泌体通过激活肺泡上皮细胞的再生，减少胶原蛋白的沉积，促进组织修复。
基因工程化干细胞通过旁分泌作用从而促进组织损伤修复，作用流程见图4。
2.5.3 干细胞、外泌体作为基因递送载体在组织纤维化治疗中的优势 ①低免疫原性：干细胞和外泌体具有低免疫原性，减少了免疫排斥反应的风险，如间充质干细胞及其外泌体在多种纤维化模型中表现出良好的免疫耐受性；②组织穿透性：外泌体能够穿透组织屏障，到达受损部位，如在肺纤维化模型中，外泌体能够穿过肺泡上皮，直接作用于纤维化细胞；③高稳定性：外泌体在体内具有较长的循环半衰期，保护其携带的基因免受降解，这使得外泌体能够在组织中持续发挥作用；④多功能性：干细胞和外泌体同时携带多种生物分子，实现多靶点治疗，如外泌体中的miRNA可以同时调节多个基因的表达。
2.6 外泌体载体的靶向修饰技术 外泌体作为一种天然的纳米级细胞间通讯载体，因其优异的生物相容性、低免疫原性和高效的细胞摄取能力，逐渐成为药物递送和基因治疗的新型载体。然而，天然外泌体的靶向能力有限，难以满足精准医疗的需求。因此，外泌体的靶向修饰技术成为当前研究的又一热点，旨在通过基因工程、化学修饰等手段增强其靶向性，提高治疗效果[73]。
2.6.1 外泌体靶向修饰的主要策略
(1)生物学修饰：生物学修饰是当前最广泛采用的外泌体靶向策略之一，主要包括靶向肽修饰和生物模拟外泌体修饰。例如，环状精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(cRGD)肽是一种常用的靶向肽，能够与肿瘤细胞表面过表达的整合素αvβ3受体结合，赋予外泌体显著的肿瘤靶向能力。此外，TLyp-1肽修饰的外泌体能够特异性靶向肺癌细胞，其靶向效率显著优于未修饰的外泌体。因此，用肽修饰外泌体是一种很有前途的工程方法[73]。
(2)免疫学修饰：免疫学修饰主要是通过抗体或抗体片段对外泌体进行修饰，以实现对特定细胞或组织的靶向。例如，通过修饰抗表皮生长因子受体抗体，外泌体能够特异性靶向表达表皮生长因子受体的肿瘤细胞。这种方法的优势在于抗体的高度特异性和高亲和力，但其缺点是抗体的生产成本较高且可能引发免疫反应[74]。
(3)物理修饰：物理修饰主要利用物理方法对外泌体进行改造，以实现靶向功能。例如，通过结合磁性纳米颗粒，外泌体可以在外部磁场的引导下富集于肿瘤部位。这种方法的优势在于其非侵入性和可调控性，但缺点是需要外部设备的支持[75]。
(4)化学修饰：化学修饰是通过化学反应对外泌体表面进行改造，以实现靶向功能。例如，通过共轭化学方法将靶向配体(如叶酸)与外泌体表面的脂质或蛋白质结合，显著提高外泌体的靶向能力。化学修饰的优势在于其灵活性和多样性，但缺点是可能影响外泌体的稳定性和生物活性[74]。
2.6.2 外泌体靶向修饰技术的最新研究进展
(1)基于CRISPR-Cas9的外泌体靶向基因编辑：近年来，CRISPR-Cas9基因编辑技术与外泌体的结合成为研究热点。通过将CRISPR-Cas9系统装载到外泌体中，可以实现对肿瘤细胞的靶向基因编辑。例如，研究者开发了一种名为Aptamer-RPA-TMA-Cas13a Assay(ARTCA)的系统，能够通过特异性DNA适配体(DNA aptamer)识别外泌体中的PD-L1，从而实现对肿瘤细胞的精准靶向[76]。
(2)多功能外泌体平台的开发：研究者们正在开发多功能外泌体平台，以实现药物和基因的联合递送。例如，通过结合磁性纳米颗粒、靶向配体和内质网逃逸肽，外泌体能够实现药物和核酸的高效共载、肿瘤靶向和细胞内释放。这种多功能外泌体平台在肿瘤治疗中展现出显著的抗肿瘤效果[66]。
(3)点击化学修饰：点击化学是一种通过共价键将外泌体与靶向配体结合的方法。例如，通过代谢糖工程在外泌体表面添加叠氮基团，然后通过点击化学将其锚定在修饰了二苯并环辛炔分子的胶原水凝胶上，显著提高了外泌体在组织中的滞留时间和治疗效果[77]。
2.6.3 外泌体靶向修饰技术的临床应用前景
(1)肿瘤治疗：外泌体靶向修饰技术在肿瘤治疗中展现出巨大的应用潜力。通过靶向修饰，外泌体能够高效递送药物和基因到肿瘤细胞，实现精准治疗。例如，修饰了靶向肽的外泌体在肿瘤模型中表现出显著的抗肿瘤效果[73]。
(2)神经修复：在神经损伤修复领域，外泌体靶向修饰技术也取得了重要进展。例如，通过磁电水凝胶结合外泌体的系统，能够通过远程非侵入性电刺激促进神经分化和免疫调节，显著改善脊髓损伤后的神经功能[78]。
(3)其他疾病治疗：外泌体靶向修饰技术在心血管疾病、骨关节炎和慢性组织损伤等疾病的治疗中也展现出良好的应用前景。通过代谢工程改造的外泌体能够靶向受损组织，促进组织修复[79]。
2.7 基于微流控的分离技术 间充质干细胞来源外泌体在生物医学工程领域展现出巨大价值，但传统的超速离心法提取外泌体效率低、纯度差、重复性差，限制了其实际应用。因此，开发高通量、定制化的细胞来源外泌体的新策略备受期待。
最近，有研究提出了一种新方法，通过在微流控芯片中培养基因工程化的间充质干细胞[80]，使其过表达肝细胞生长因子，从而高效收获富含肝细胞生长因子的外泌体用于伤口愈合。该微流控芯片具有鲱鱼骨沟槽和微柱阵列结构，通过湍流涡旋提供充分的流体机械刺激和高效的营养输送。通过微流控技术模拟体内生理条件，实现了三维细胞培养，增强了营养输送和废物清除能力，并通过流体机械刺激细胞，显著提高了外泌体的产量和肝细胞生长因子含量，具有显著的促伤口愈合潜力，尤其在糖尿病大鼠模型中展现出卓越的促血管生成、细胞迁移和免疫调节能力；与传统静态培养相比，微流控芯片中的外泌体产量更高，且富含肝细胞生长因子的外泌体在伤口愈合中展现出显著的效果。这一研究为组织修复和再生医学的应用提供了新的思路。
2.1.1 纤维化的发病机制
(1)核心病理特征：多种内源性和外源性因素可启动机体的纤维化反应，如遗传因素、自身免疫性炎症、慢性感染、反复外源性毒物暴露、肥胖、高血压和糖尿病等。虽然在不同器官和不同的疾病背景下纤维化的致病因素不同，但纤维化过程根据病理特征可分为4个主要阶段：首先，由内源性或外源性因素引起的组织损伤引发炎症反应；其次，来自外周血和外周淋巴组织的免疫细胞被大量募集到受伤部位；第三，激活关键的纤维化效应细胞，即肌成纤维细胞；第四，细胞外基质成分的过度产生和沉积最终会导致组织纤维化及器官衰竭[1]，见图3。
(2)关键信号通路：①转化生长因子β/Smad通路：转化生长因子β1作为主要促纤维化因子，通过激活Smad蛋白家族调控成纤维细胞向肌成纤维细胞转化[2]；②非Smad依赖通路：包括磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(phosphoinositide 3 kinase/protein kinase B，PI3K/Akt)、丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase，MAPK)(如p38/MAPK)和腺苷单磷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)通路，参与调控氧化应激和肌成纤维细胞活化[3-5]；③Wnt/β-catenin通路：促进巨噬细胞极化并刺激成纤维细胞增殖，在纤维化发病机制的中间过程中发挥重要作用[6-7]；④核因子κB(nuclear factor kappa-B，NF-κB)通路：通过调控炎症反应因子，如白细胞介素1β和白细胞介素6和转化生长因子β信号传导影响关键纤维化效应细胞的激活，从而干扰纤维化发病过程[8]。
(3)免疫调节：巨噬细胞可分为两种表型：促炎型M1型和抗炎型 M2 型。M2型巨噬细胞可以分泌转化生长因子β和白细胞介素10以促进成纤维细胞转化为肌成纤维细胞。调节性T细胞是CD4+ T细胞的一个亚群，在放射性纤维化发生中起关键作用。实验发现调节性T细胞通过转化生长因子β和Wnt等细胞外信号分子参与肌成纤维细胞活化，从而促进纤维化的发生[9]。
(4)NLRP3炎性小体：NLRP3炎性小体是先天免疫系统的关键组分，通过介导白细胞介素1β/白细胞介素18分泌促进成纤维细胞向肌成纤维细胞转化，在纤维化发病中起核心作用[10]。
2.1.2 组织纤维化的分子靶向治疗
(1)靶向信号通路：最近的研究表明，miR-29家族(miR-29a，b，c)通过5’非翻译区(UTR)与靶基因mRNA的3’非翻译区配对，使靶基因的mRNA降解，完成抑制靶基因转录和翻译的生理过程。研究发现miR-29与上皮-间充质转化密切相关，miR-29通过靶向转化生长因子β/Smad、PI3K/Akt/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin，mTOR)等通路抑制上皮-间充质转化和纤维化基因的表达，成为潜在治疗靶点[11]。实验发现转化生长因子β抑制剂如SB431542可阻断转化生长因子β受体，减少细胞外基质沉积[12]。
(2)调节巨噬细胞极化：通过靶向诱导血红素氧合酶1的表达或通过多功能微凝胶递送免疫调节信号诱导巨噬细胞向促再生表型转化[12]。
(3)抗氧化与抗炎通路：血红素氧合酶1作为内源性保护剂，其通过清除活性氧以抑制氧化应激，从而在一定程度上延缓了纤维化进展[13]。
(4)细胞因子作用：白细胞介素10是一种细胞因子，具有抗炎和抗纤维化作用。它可以抑制Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白的产生，还可以促进基质金属蛋白酶的表达并抑制成纤维细胞向肌成纤维细胞转化。此外，白细胞介素10可促进巨噬细胞分化为再生表型，进一步发挥抗纤维化作用[3]。近年来，研究者在纤维化发生的炎性机制、免疫调控及细胞因子作用方面取得了重要进展，然而如何将这些基础研究成果转化为有效的临床治疗手段仍面临重大挑战[9]。
2.2 基因治疗现状 基因治疗是通过将外源基因引入目标细胞，利用基因本身作为治疗手段，来修复或弥补因缺陷或异常基因引起的疾病，从而实现治疗效果[14]。基因治疗可以用于治疗遗传性疾病、癌症、纤维化类疾病和自身免疫性疾病等多种疾病，见表1。
近年来，基因治疗领域发展迅猛，取得了重大突破。来自不同国家的药物监管机构已批准20多种基因疗法用于临床。基因治疗领域包括：离体基因递送与体内基因递送、基因添加与基因组编辑、体细胞基因治疗与种系基因治疗[15]。基因治疗的主要步骤包括：确定治疗靶点基因、设计和构建治疗基因载体、传递治疗基因到患者体内、确保基因的稳定性和安全性、监测治疗效果和不良反应等。常用的基因传递载体主要包括病毒载体和非病毒载体，它们能够将治疗基因有效地传递到细胞内[16]。随着基因工程的不断发展和临床实践的积累，基因治疗有望成为未来治疗许多疾病的重要手段。基因转染技术是基因治疗的关键手段之一，对治疗效果具有重要影响[17]。
2.3 基因转染技术的原理 基因转染技术是通过将外源基因导入目标细胞，使其表达特定蛋白质或RNA，从而实现对细胞功能的调控。常用的转染方法包括病毒载体转染和非病毒载体转染。在病毒载体转染中，常用的载体包括慢病毒、腺相关病毒和反转录病毒等，它们能够高效地将外源基因导入细胞并在细胞内稳定表达。而非病毒载体转染则利用人工制备的载体(如质粒DNA、脂质体或聚合物)向细胞递送外源基因。通过基因转染技术，可以调控细胞的增殖、凋亡、分化等功能，从而影响组织的修复和再生过程。
不同载体转染方法的优缺点见表2。
2.3.1 病毒载体转染法 通过将病毒转化为病毒载体，病毒已被重新利用为基因递送工具。最常用的载体是慢病毒载体，其来源于人类免疫缺陷病毒。病毒载体可以有效地将外源基因导入宿主细胞，并利用其复制机制实现基因表达[18]。近年来关于慢病毒的研究受到广泛关注，如何解决转染效率低、基因难以稳定表达、引发宿主细胞免疫反应等问题成为当下研究的主要方向。
(1)慢病毒载体转染：慢病毒载体是一种常用于基因转染的病毒载体，相较于其他病毒载体，慢病毒具有一些独特优点，如能够实现长期稳定的基因表达、适用于广泛的细胞类型和组织、能够转染较大的基因片段等。慢病毒载体介导的基因疗法在肿瘤治疗领域已成为研究热点，但其转导效率不足仍是限制临床转化应用的关键因素[19]。
(2)腺相关病毒载体转染：近年来研究发现重组腺相关病毒可作为有效的基因递送载体，且具有良好的安全性特征[20]。在众多的腺相关病毒载体中，8型腺相关病毒以其高效、稳定的基因转染特性而备受关注。目前，重组8型腺相关病毒已广泛应用于多种疾病的基因治疗研究中，包括遗传性疾病、癌症、自身免疫性疾病和病毒性疾病等[21]。
2.3.2 非病毒载体转染法 非病毒载体法包括化学、物理或生物法。近年来，研究较多的非病毒载体是聚合物、脂质、无机颗粒或不同类型的组合。与病毒载体相比，非病毒载体具有低细胞毒性、低免疫原性和操作简便等优点。然而，研究表明，非病毒载体在基因递送应用中存在明显局限性，主要表现为转染效率低、靶向特异性不足以及外源基因表达持续时间短等问题[22]。
(1)化学转染法：化学转染法主要有阳离子脂质体法、磷酸钙共沉淀法。WANG等[23]用阳离子脂质体进行转染实验时发现人参皂甙作为一种新的稳定剂可以提高阳离子脂质体的转染效率和生物相容性。单独使用化学转染法效果不佳，HADI等[24]研究结果表明，联合应用化学与物理转染方法可显著提高基因转染效率，为癌症治疗提供了一种具有良好应用前景的新型递送策略。
(2)物理转染法：物理转染法作为一种细胞内递送技术，具有操作直接、过程可控、效率高且作用迅速等显著优势。物理转染法包括电穿孔、基因枪、显微注射、激光、高温、超声波和流体动力学基因转移。近年来，基于纳米通道平台进行的物理转染法成为学者们关注的焦点，通过一种非病毒电活性纳米注射平台进行基因转染在一定程度上提高了基因转染效率[25]。
2.4 基因转染技术在纤维化疾病中的应用 基因转染技术为纤维化疾病的干预提供了新思路，该技术通过特异性递送治疗基因或利用基因编辑工具调控关键纤维化信号通路(如转化生长因子β/Smad、Wnt/β-catenin等)，从而实现对纤维化进程的靶向调控。基因转染技术在纤维化疾病中的应用详见表3。
2.4.1 肺纤维化 特发性肺纤维化是一种慢性、进行性且不可逆的间质性肺疾病。虽然肺纤维化的确切病因和发病机制尚未完全阐明，但目前研究普遍认为，肺泡上皮细胞损伤诱发的成纤维细胞向肌成纤维细胞转化，以及细胞外基质成分(如胶原蛋白)的异常沉积，是推动特发性肺纤维化疾病进展的关键病理因素。目前，患者主要依靠口服抗纤维化药物来缓解肺纤维化，如吡非尼酮和尼达尼布等，但口服抗纤维化药物并不能逆转肺纤维化的进展[26]。研究发现，转染CXCR7基因的脐带间充质干细胞通过抑制Wnt/β-catenin-Notch/Jag1信号轴，显著减轻了肺纤维化病理损伤并促进肺泡结构重建[27]。WANG等[28]实验发现，对于博莱霉素诱导的肺纤维化小鼠，通过体内转染上调肺组织中Huntingtin蛋白激酶2的表达，发现肺纤维化减轻；对于转化生长因子β1诱导的小鼠肺成纤维细胞，通过体外转染上调细胞中Huntingtin蛋白激酶2的表达，可抑制小鼠肺成纤维细胞的增殖和迁移，促进小鼠肺成纤维细胞的凋亡，并减少间充质标志物和β-catenin的表达，结果表明体内转染Huntingtin蛋白激酶2通过阻断小鼠肺成纤维细胞中的Wnt/β-catenin通路，抑制成纤维细胞增殖并诱导凋亡，减少胶原沉积，改善纤维化，促进组织修复。有研究表明，在过表达胸腺细胞分化抗原1的肺成纤维细胞中，细胞增殖被抑制且细胞凋亡加速，胸腺细胞分化抗原1通过干扰Wnt信号传导，直接逆转成纤维细胞活化状态[29]。LIU等[30]实验表明，转染miR-27a-3p通过抑制Wnt3a/β-catenin信号通路，下调Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原的表达，从而促进异常细胞外基质的降解。以上实验说明Wnt/β-catenin 信号通路在肺纤维化发展过程中发挥着重要的作用。还有研究显示，转染miR-221通过阻断转化生长因子β1/Smad3/上皮-间充质转化通路，在博莱霉素诱导的肺纤维化模型中展现出显著的组织修复效果[31]。ZHU等[32]通过基因转染实验发现miR-506可能是细胞凋亡和炎症的重要调节因子，可调控细胞凋亡与炎症平衡，创造组织修复微环境。肺纤维化是以肺组织纤维化增生和瘢痕形成为主要病理特征的慢性肺部疾病，其进行性发展可导致不可逆的肺功能损害，目前临床尚缺乏有效的根治性治疗手段。以上研究共同揭示：基因转染技术不仅能阻断纤维化进展，更能通过多靶点干预(抑制异常活化、促进细胞凋亡、重塑细胞外基质平衡)实现功能性组织修复。相较于传统药物的症状控制，基因转染展现出逆转纤维化病理改变的独特优势，为特发性肺纤维化治疗提供了突破性策略。
2.4.2 肝纤维化 肝纤维化是由慢性肝损伤引发的进行性病理过程，可进一步发展为肝硬化和肝细胞癌。近年来的流行病学数据显示，肝纤维化的全球疾病负担持续加重，其发病率与死亡率均呈现显著上升趋势。然而，目前抗肝纤维化的药物存在靶向性差、疗效有限、毒副作用多等问题[33]。近年来越来越多的研究发现miRNA对肝纤维化治疗有一定的作用，然而如何将miRNA递送至受损组织成为治疗的关键。有研究发现，脂肪间充质干细胞分泌的外泌体可将miRNA递送至肝星状细胞，将脂肪间充质干细胞工程化以过表达miR-181-5p，选择性将外泌体归巢至小鼠肝星状细胞或四氯化碳诱导的肝纤维化小鼠模型，使得纤维化基因的表达受到抑制，有效逆转了细胞外基质沉积[34]。PAIK等[35]用硫代乙酰胺处理人肝星状细胞以及向小鼠皮下注射硫代乙酰胺构建肝纤维化的体外和体内模型，然后将转染抗纤维化miR-150的脂肪间充质干细胞来源外泌体作用于肝纤维化模型，发现其通过三重机制(抗纤维化、促增殖、抗氧化)实现肝组织功能重建。还有研究表明，转染miR-10a模拟物也可改善肝纤维化，其作用机制可能是miR-10a通过调节转化生长因子β1/Smads信号转导通路促进肝细胞再生[36]。此外，MOON等[37]研究表明，将转染肝细胞生长因子的人间充质干细胞移植至二甲基亚硝胺诱导的肝纤维化模型大鼠，可显著降低细胞毒性、减少细胞内活性氧水平，同时天冬氨酸氨基转移酶和丙氨酸氨基转移酶水平下降，具有修复肝实质细胞的作用。还有实验发现，转染CXCL9至脐带间充质干细胞可以提高脐带间充质干细胞治疗肝纤维化的效果，主要是脐带间充质干细胞归巢和驻留在肝纤维化部位的能力得到了增强，提高了局部修复效率[38]。XU等[39]实验表明，白细胞介素10基因修饰的树突状细胞通过诱导调节性T细胞和抑制转化生长因子β/Smad信号通路减轻了小鼠肝纤维化，促进肝细胞再生。以上研究表明：基因转染技术不仅能阻断纤维化进展，更通过多维度机制(靶向递送、信号重编程、细胞功能重塑)实现结构性修复。
2.4.3 心脏纤维化 心脏纤维化的特点是细胞外基质过度沉积，导致心脏功能受损并进一步发展成心力衰竭。在病理刺激下，心脏成纤维细胞被激活，然后分化为成肌母细胞，也就是成纤维细胞到肌成纤维细胞的转化，因此心脏成纤维细胞是介导进行性心脏纤维化的主要细胞[40]。传统治疗手段难以逆转已形成的纤维化病变，而基因转染技术通过靶向调控纤维化核心机制，展现出显著的组织修复潜力。LEE等[41]研究显示，达格列净通过调节SGK1信号通路和抑制上皮钠通道蛋白来逆转纤维化，改善心肌僵硬度。用miR-125a-3p模拟物转染糖尿病心肌病小鼠，不仅减轻了心肌纤维化，同时还改善了线粒体功能和抑制了炎症反应，实现心脏结构与功能的协同修复，这些发现为糖尿病心肌病的治疗提供了一个有价值和有前途的治疗靶点[42]。实验研究发现，将miR-548c-3p模拟物通过慢病毒转染大鼠心肌梗死模型，可实现细胞外基质结构重塑，抑制原癌基因c-Myb的蛋白表达，miR-548c-3p通过靶向c-Myb抑制纤维化相关因子(包括α-平滑肌肌动蛋白和胶原蛋白Ⅰ)的表达[43]。还有研究用携带miR-130a的AAV-9转染心肌梗死模型小鼠，发现miR-130a通过直接靶向转化生长因子β受体1调节转化生长因子β/Smad信号传导，抑制缺氧心肌成纤维细胞向肌成纤维细胞转化，使已活化的肌成纤维细胞发生表型逆转，恢复心脏组织弹性[44]，因此，对于治疗心脏纤维化，miR-130a是一个很有希望的治疗靶点。此外，ZHANG等[45]实验结果显示，miR-34a能够通过靶向Pin-1信号通路促进心脏成纤维细胞凋亡，同时抑制Ⅰ型胶原蛋白合成、细胞活性和迁移能力，从而改善纤维化。综上，通过基因转染技术转染miRNA等可以通过调节分子通路抑制成纤维细胞向肌成纤维细胞转化，从而逆转心脏纤维化，改善心功能。
2.4.4 肾纤维化 肾纤维化的特征在于肾实质中进行性细胞外基质沉积，最终形成组织瘢痕和不可避免的肾功能恶化。血管稀疏、肾小球硬化和间质性炎症不仅是肾纤维化的典型病理特征，还可能通过多种机制促进其发生发展。基因转染技术通过多靶点干预纤维化进程，实现组织修复。研究表明，胶质细胞源性神经营养因子(glial cell line-derived neurotrophic factor，GDNF)参与肾脏的形态发生并改善肾纤维化，促进组织再生[46]。有研究发现，单侧输尿管梗阻小鼠通过尾静脉注射转染GDNF的人脂肪间充质干细胞，发现其改善了组织缺氧，抑制氧化应激，并通过降低内皮细胞(CD31)和肌成纤维细胞(α-平滑肌肌动蛋白)标志物的共表达来抑制内皮向间充质转化。GDNF基因通过PI3K/Akt/内皮型一氧化氮合酶信号通路增强人脂肪间充质干细胞改善肾脏微循环的能力，进而抑制内皮细胞向间充质细胞转化和肾脏纤维化[47]。CHEN等[48]通过慢病毒转染系统将GDNF转染至人脂肪间充质干细胞，分离出外泌体，发现其可以刺激肾脏纤维化小鼠模型的血管生成以及细胞凋亡从而改善肾纤维化，其机制可能是通过激活SIRT1/内皮型一氧化氮合酶信号通路从而促进肾小管周毛细血管的生成。此外，一些miRNA也被发现作为肾脏纤维化疾病的关键调节因子而发挥重要作用。ZHANG等[49]将含有miR-92d-3p 的慢病毒转染到糖尿病肾病小鼠模型中，发现miR-92d-3p通过抑制C3/HMGB1/转化生长因子β1通路和上皮-间充质转化来减少胶原沉积。有实验发现，在狼疮肾炎小鼠中，转染miR-125a-3p可下调转化生长因子β1，抑制白细胞介素17介导的炎症反应，改善肾小球硬化指数[50]。另一项研究显示，miR-30c-5p通过减少JAK1的表达，抑制高糖诱导的上皮-间质转化和干预糖尿病肾病的纤维化进程以修复组织纤维化[51]。另有实验发现，miR-181可能通过与早期生长反应因子1的结合而成为调控促纤维化标志物的重要递质，有望成为肾纤维化诊断和治疗的新靶点[52]。此外，LEE等[53]实验发现，人促红细胞生成素mRNA转染的间充质干细胞可以抑制上皮-间充质转化，改善肾功能指标。转染肝细胞生长因子的骨髓间充质干细胞也可以有效减轻大鼠肾间质纤维化[54]。以上文献表明，转染GDNF、miRNA以及生长因子等通过调节信号转导通路以实现恢复肾脏微血管架构，改善肾功能。
2.4.5 放射性唾液腺纤维化 放疗通常用于治疗头颈部恶性肿瘤，但放射线也会对周围的正常组织造成损伤，包括唾液腺，引起唾液腺纤维化，从而导致唾液分泌减少、口干、口腔感染等问题，对患者的口腔健康和生活质量造成了严重影响。传统治疗方法为药物治疗，利用药物来改善和刺激唾液的分泌，如氨磷汀、毛果芸香碱、抗氧化剂等，然而，药物治疗缺乏特异性和高效性[55]。许多学者普遍认为间充质干细胞具有多向分化潜能，可以修复放射性损伤的唾液腺，促进组织再生。然而，有研究发现，间充质干细胞移植后1周，仅有<1%的细胞能存活下来[56]，因细胞寿命有限、细胞植入效率低以及细胞移植可能带来的免疫排斥反应和肿瘤形成风险，限制了其在临床的广泛应用。近年来，广大学者逐渐把研究的焦点从干细胞治疗过渡到无细胞治疗。基因转移到唾液腺治疗唾液腺功能障碍是一种有前途的方法[57]。LI等[58]通过颌下腺导管将腺相关病毒-神经生长因子逆行灌注到放射性唾液腺损伤模型中，发现腺相关病毒介导的基因治疗可恢复唾液分泌功能，抑制放射诱导的细胞凋亡；在机制上，神经生长因子通过去磷酸化JNK激酶而不是促进AKT磷酸化来抑制放射诱导的细胞凋亡，这为放射性唾液腺纤维化修复的再生医学研究带来了更多的希望。最近，有研究发现脂肪间充质干细胞来源外泌体具有促进放射性唾液腺再生修复的作用，其主要通过外泌体中的miR-199a-3p直接靶向上皮间充质相关转录因子Twist1，从而阻断转化生长因子β1/Smad3通路，减轻上皮-间充质转化，改善唾液腺纤维化，促进组织修复再生[59]。总之，目前放射性唾液腺纤维化治疗的研究方向主要为干细胞治疗和无细胞治疗，越来越多的研究表明通过基因转染可以有效改善放射性唾液腺纤维化，促进组织再生，恢复唾液腺功能。
2.4.6 其他组织纤维化 放射性肠炎、肠纤维化常常于癌症患者放疗后出现。YANG等[60]用慢病毒转染骨髓间充质干细胞以过表达miR-200b，发现miR-200b可以通过微囊泡从转基因骨髓间充质干细胞转移到靶细胞或组织中，从而通过抑制上皮-间充质转化减轻实验性结肠炎相关的肠纤维化。另有研究表明，维生素D受体可以通过Pmaip1介导的途径抑制隐窝干/祖细胞凋亡来改善辐射诱导的肠损伤，维持肠道屏障完整性[61]。此外，大多数接受放射治疗的患者都会出现放射性皮肤损伤，迫切需要有效的治疗，而线粒体超氧化物歧化酶转染实验显示，线粒体超氧化物歧化酶通过抑制铁凋亡可以减轻辐射诱导的皮肤损伤[62]。FUJISAWA等[63]实验发现，转染miR-146b-5p模拟物可减弱皮肤纤维化，而miR-146b-5p抑制剂强烈促进皮肤纤维化，其机制可能是miR-146b-5p抑制脂肪组织细胞中血小板衍生生长因子受体α表达，使促纤维化活性丧失，逆转纤维化。还有研究表明，骨髓间充质干细胞衍生的外泌体通过递送miR-214抑制白细胞介素33/ST2轴减轻皮肤纤维化，改善皮肤弹性[64]。
2.5 干细胞、外泌体作为基因递送载体治疗组织纤维化的潜力及优势 近年来，间充质干细胞和外泌体因具有天然靶向性、低免疫原性和高效递送能力，成为基因治疗的新型载体，在治疗组织纤维化方面展现出巨大潜力和优势，成为广大研究者关注的热点。
2.5.1 干细胞作为基因递送载体治疗组织纤维化的潜力 干细胞，尤其是间充质干细胞，具有自我更新和多向分化能力，越来越多的研究表明，干细胞的治疗效果并不完全依赖于其向受损组织的定向分化能力，而是更多地依赖于其旁分泌作用。旁分泌作用是指干细胞通过分泌多种生物活性分子(如细胞因子、生长因子、miRNA等)来调节周围细胞的行为，从而促进组织修复和再生[65]。基因工程化干细胞通过增强干细胞的抗纤维化能力，为纤维化治疗提供了新的思路。基因工程化干细胞可以通过过表达特定的抗纤维化因子来增强其治疗效果，例如通过基因修饰使间充质干细胞过表达骨形态发生蛋白7，能够显著抑制转化生长因子β1的活性，从而减轻肺纤维化[66]。其次，基因工程化干细胞也可以通过分泌抗炎因子来调节炎症反应，减轻纤维化。在肝纤维化模型中，基因工程化间充质干细胞通过过表达白细胞介素10显著抑制了肝星状细胞的激活，减少纤维化模型中的炎症反应，改善肝纤维化[67]。另外，基因工程化干细胞还可以通过促进组织修复来改善纤维化，例如通过基因修饰使间充质干细胞过表达肝细胞生长因子，促进肺泡上皮细胞修复、减少胶原蛋白沉积，增强其在肺纤维化模型中的治疗效果[68]。总之，基因工程化干细胞通过增强抗纤维化因子的表达、调节炎症反应和促进组织修复等，在纤维化治疗中展现出巨大潜力。
2.5.2 外泌体作为基因递送载体治疗组织纤维化的潜力 近年来的研究发现基于干细胞的疗法在临床应用中仍存在一些局限性，如细胞寿命有限、细胞植入效率低以及细胞移植可能带来的免疫排斥反应和肿瘤形成风险等。基因工程化干细胞通过旁分泌作用从而达到无细胞治疗的方法，成为当下再生医学研究的焦点。外泌体是细胞旁分泌的纳米级膜囊泡，含有蛋白质、脂质、mRNA和miRNA等多种生物分子。外泌体作为基因递送载体的主要作用机制包括：①靶向递送：外泌体表面的特定分子使其能够靶向特定细胞或组织；②细胞摄取：外泌体能够被受体细胞摄取，并在细胞内释放其携带的生物分子；③基因调控：外泌体中的miRNA和mRNA可以直接调节受体细胞的基因表达[69]。为了增强干细胞的旁分泌作用，可采用基因工程化技术，通过基因编辑(如CRISPR/Cas9)或基因转染(如AAV载体)，将特定基因导入干细胞中，使其分泌的外泌体中过表达或抑制某些关键分子而发挥治疗作用。基因工程化干细胞产生的外泌体可以通过靶向关键信号通路来抑制细胞外基质的过度沉积，例如在系统性硬化症皮肤纤维化模型中，外泌体通过抑制转化生长因子β1/Smad3信号通路，显著降低纤维化标志物的表达以改善纤维化，修复受损组织[70]；其次，通过调节炎症细胞的极化来减轻纤维化，例如间充质干细胞来源外泌体能够促进巨噬细胞从促炎的M1表型向抗炎的M2表型转变，减少炎症因子的分泌，减轻纤维化[71-72]；再者，基因工程化干细胞分泌的外泌体还可以通过促进受损细胞的再生来改善纤维化，例如在肺纤维化模型中，工程化外泌体通过激活肺泡上皮细胞的再生，减少胶原蛋白的沉积，促进组织修复。
基因工程化干细胞通过旁分泌作用从而促进组织损伤修复，作用流程见图4。
2.5.3 干细胞、外泌体作为基因递送载体在组织纤维化治疗中的优势 ①低免疫原性：干细胞和外泌体具有低免疫原性，减少了免疫排斥反应的风险，如间充质干细胞及其外泌体在多种纤维化模型中表现出良好的免疫耐受性；②组织穿透性：外泌体能够穿透组织屏障，到达受损部位，如在肺纤维化模型中，外泌体能够穿过肺泡上皮，直接作用于纤维化细胞；③高稳定性：外泌体在体内具有较长的循环半衰期，保护其携带的基因免受降解，这使得外泌体能够在组织中持续发挥作用；④多功能性：干细胞和外泌体同时携带多种生物分子，实现多靶点治疗，如外泌体中的miRNA可以同时调节多个基因的表达。
2.6 外泌体载体的靶向修饰技术 外泌体作为一种天然的纳米级细胞间通讯载体，因其优异的生物相容性、低免疫原性和高效的细胞摄取能力，逐渐成为药物递送和基因治疗的新型载体。然而，天然外泌体的靶向能力有限，难以满足精准医疗的需求。因此，外泌体的靶向修饰技术成为当前研究的又一热点，旨在通过基因工程、化学修饰等手段增强其靶向性，提高治疗效果[73]。
2.6.1 外泌体靶向修饰的主要策略
(1)生物学修饰：生物学修饰是当前最广泛采用的外泌体靶向策略之一，主要包括靶向肽修饰和生物模拟外泌体修饰。例如，环状精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(cRGD)肽是一种常用的靶向肽，能够与肿瘤细胞表面过表达的整合素αvβ3受体结合，赋予外泌体显著的肿瘤靶向能力。此外，TLyp-1肽修饰的外泌体能够特异性靶向肺癌细胞，其靶向效率显著优于未修饰的外泌体。因此，用肽修饰外泌体是一种很有前途的工程方法[73]。
(2)免疫学修饰：免疫学修饰主要是通过抗体或抗体片段对外泌体进行修饰，以实现对特定细胞或组织的靶向。例如，通过修饰抗表皮生长因子受体抗体，外泌体能够特异性靶向表达表皮生长因子受体的肿瘤细胞。这种方法的优势在于抗体的高度特异性和高亲和力，但其缺点是抗体的生产成本较高且可能引发免疫反应[74]。
(3)物理修饰：物理修饰主要利用物理方法对外泌体进行改造，以实现靶向功能。例如，通过结合磁性纳米颗粒，外泌体可以在外部磁场的引导下富集于肿瘤部位。这种方法的优势在于其非侵入性和可调控性，但缺点是需要外部设备的支持[75]。
(4)化学修饰：化学修饰是通过化学反应对外泌体表面进行改造，以实现靶向功能。例如，通过共轭化学方法将靶向配体(如叶酸)与外泌体表面的脂质或蛋白质结合，显著提高外泌体的靶向能力。化学修饰的优势在于其灵活性和多样性，但缺点是可能影响外泌体的稳定性和生物活性[74]。
2.6.2 外泌体靶向修饰技术的最新研究进展
(1)基于CRISPR-Cas9的外泌体靶向基因编辑：近年来，CRISPR-Cas9基因编辑技术与外泌体的结合成为研究热点。通过将CRISPR-Cas9系统装载到外泌体中，可以实现对肿瘤细胞的靶向基因编辑。例如，研究者开发了一种名为Aptamer-RPA-TMA-Cas13a Assay(ARTCA)的系统，能够通过特异性DNA适配体(DNA aptamer)识别外泌体中的PD-L1，从而实现对肿瘤细胞的精准靶向[76]。
(2)多功能外泌体平台的开发：研究者们正在开发多功能外泌体平台，以实现药物和基因的联合递送。例如，通过结合磁性纳米颗粒、靶向配体和内质网逃逸肽，外泌体能够实现药物和核酸的高效共载、肿瘤靶向和细胞内释放。这种多功能外泌体平台在肿瘤治疗中展现出显著的抗肿瘤效果[66]。
(3)点击化学修饰：点击化学是一种通过共价键将外泌体与靶向配体结合的方法。例如，通过代谢糖工程在外泌体表面添加叠氮基团，然后通过点击化学将其锚定在修饰了二苯并环辛炔分子的胶原水凝胶上，显著提高了外泌体在组织中的滞留时间和治疗效果[77]。
2.6.3 外泌体靶向修饰技术的临床应用前景
(1)肿瘤治疗：外泌体靶向修饰技术在肿瘤治疗中展现出巨大的应用潜力。通过靶向修饰，外泌体能够高效递送药物和基因到肿瘤细胞，实现精准治疗。例如，修饰了靶向肽的外泌体在肿瘤模型中表现出显著的抗肿瘤效果[73]。
(2)神经修复：在神经损伤修复领域，外泌体靶向修饰技术也取得了重要进展。例如，通过磁电水凝胶结合外泌体的系统，能够通过远程非侵入性电刺激促进神经分化和免疫调节，显著改善脊髓损伤后的神经功能[78]。
(3)其他疾病治疗：外泌体靶向修饰技术在心血管疾病、骨关节炎和慢性组织损伤等疾病的治疗中也展现出良好的应用前景。通过代谢工程改造的外泌体能够靶向受损组织，促进组织修复[79]。
2.7 基于微流控的分离技术 间充质干细胞来源外泌体在生物医学工程领域展现出巨大价值，但传统的超速离心法提取外泌体效率低、纯度差、重复性差，限制了其实际应用。因此，开发高通量、定制化的细胞来源外泌体的新策略备受期待。
最近，有研究提出了一种新方法，通过在微流控芯片中培养基因工程化的间充质干细胞[80]，使其过表达肝细胞生长因子，从而高效收获富含肝细胞生长因子的外泌体用于伤口愈合。该微流控芯片具有鲱鱼骨沟槽和微柱阵列结构，通过湍流涡旋提供充分的流体机械刺激和高效的营养输送。通过微流控技术模拟体内生理条件，实现了三维细胞培养，增强了营养输送和废物清除能力，并通过流体机械刺激细胞，显著提高了外泌体的产量和肝细胞生长因子含量，具有显著的促伤口愈合潜力，尤其在糖尿病大鼠模型中展现出卓越的促血管生成、细胞迁移和免疫调节能力；与传统静态培养相比，微流控芯片中的外泌体产量更高，且富含肝细胞生长因子的外泌体在伤口愈合中展现出显著的效果。这一研究为组织修复和再生医学的应用提供了新的思路。
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| [2] | 傅律鹏, 于 鹏, 梁国彦, 昌耘冰. 脊柱外科领域应用的电活性材料[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(8): 2113-2123. |
| [3] | 蒋星海, 宋玉林, 李德津, 邵建敏, 徐军志, 刘华凯, 吴应国, 沈岳辉, 冯思诚. 血管内皮生长因子165基因转染骨髓间充质干细胞构建血管化两亲性肽凝胶模块[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(8): 1903-1911. |
| [4] | 宋浦蓁, 马贺宾, 陈宏广, 章亚东. 骨髓间充质干细胞外泌体联合转化生长因子β1对巨噬细胞的作用[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(7): 1616-1623. |
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| [10] | 王白燕, 杨 树, 王弋鸣, 吴梦晴, 肖 瑀, 郭梓璇, 张博艺, 冯书营. 外泌体递送CRISPR/Cas系统在靶细胞内可实现基因编辑[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(7): 1839-1849. |
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| [15] | 余慧芬, 莫李存, 程乐平. 5 -羟色胺在组织损伤修复中的地位与角色[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(5): 1196-1206. |
组织纤维化是一种病理过程，其特征是受损组织中纤维细胞增生和胶原沉积增加，最终导致组织结构和功能的异常改变。目前，组织纤维化在多种疾病发展中起着不可忽视的作用，如肝硬化、肾纤维化、肺纤维化以及唾液腺纤维化等。然而，纤维化的发病机制仍未完全阐明，治疗组织纤维化的方法仍然有限。近年来，分子生物学和基因工程技术的突破推动了再生医学领域的发展，基于基因修饰的治疗策略展现出良好的应用前景。其中，基因转染技术作为关键的基因递送方法，通过向靶组织递送治疗性基因来调控修复过程，在改善组织再生功能方面具有重要价值，已成为该领域的重要研究方向。基因转染技术在组织纤维化修复中的作用值得深入探讨。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程
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1.1 资料来源
1.1.1 检索人及时间 由第一作者在2025年3月进行文献检索。
1.1.2 文献检索时限 2012年1月至2025年3月。
1.1.3 检索数据库 中国知网、PubMed 数据库。
1.1.4 检索词 以“基因转染，基因治疗，组织纤维化，纤维化的机制，放射性唾液腺损伤，组织修复”为中文检索词，以“gene transfection，gene therapy，transfection，tissue fibrosis，mechanism of fibrosis，radiation-induced salivary gland injury，repair”为英文检索词。
1.1.5 检索文献类型 研究原著、临床试验和综述。
1.1.6 手工检索 无。
1.2 纳入和排除标准
1.2.1 纳入标准 与基因转染、基因治疗、组织纤维化(肺、肝、心脏、肾、唾液腺纤维化)、纤维化机制、组织修复相关的文献。
1.2.2 排除标准 ①与该研究不符的文献；②Meta分析类文献；③重复性研究文献。
1.3 质量评估及数据的提取 通过快速浏览文献题目和摘要进行初步筛选，排除与纳入标准不符合的文献。精读全文，进一步判断与纳入标准一致的文献，最后选取80篇文献进行综述。资料检索流程见图2。
1.1.1 检索人及时间 由第一作者在2025年3月进行文献检索。
1.1.2 文献检索时限 2012年1月至2025年3月。
1.1.3 检索数据库 中国知网、PubMed 数据库。
1.1.4 检索词 以“基因转染，基因治疗，组织纤维化，纤维化的机制，放射性唾液腺损伤，组织修复”为中文检索词，以“gene transfection，gene therapy，transfection，tissue fibrosis，mechanism of fibrosis，radiation-induced salivary gland injury，repair”为英文检索词。
1.1.5 检索文献类型 研究原著、临床试验和综述。
1.1.6 手工检索 无。
1.1.7 检索策略 以PubMed 数据库为例，检索策略见图1。
1.1.8 检索文献量 共检索出相关文献497篇，其中英文文献432篇，中文文献65篇。
1.2 纳入和排除标准
1.2.1 纳入标准 与基因转染、基因治疗、组织纤维化(肺、肝、心脏、肾、唾液腺纤维化)、纤维化机制、组织修复相关的文献。
1.2.2 排除标准 ①与该研究不符的文献；②Meta分析类文献；③重复性研究文献。
1.3 质量评估及数据的提取 通过快速浏览文献题目和摘要进行初步筛选，排除与纳入标准不符合的文献。精读全文，进一步判断与纳入标准一致的文献，最后选取80篇文献进行综述。资料检索流程见图2。
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3.1 既往他人在该领域研究的贡献和存在的问题 自首次应用腺病毒载体递送转化生长因子β1 siRNA减轻纤维化以来，研究者们逐步开发了干细胞工程化(如肝细胞生长因子过表达的间充质干细胞)、外泌体递送(如miR-122负载外泌体)及基因编辑(如CRISPR-Cas9靶向Smad3)等策略，显著提升了治疗的靶向性和有效性。基因转染技术在组织纤维化修复领域已展现出重要的治疗价值，见图5。最初普遍认为间充质干细胞具有自我更新能力和多向分化潜能而有望在组织损伤修复中发挥作用，研究发现通过对间充质干细胞进行基因修饰，使其不仅具有间充质干细胞的主要特性，而且能够高效稳定表达或敲低某些目的基因，加强间充质干细胞在损伤中的疗效，然而后续实验发现间充质干细胞移植后细胞存活率极低且细胞寿命有限；后来研究发现间充质干细胞主要通过旁分泌因子(包括外泌体)治疗损伤性疾病。外泌体作为天然纳米级囊泡载体，具有低免疫原性与生物相容性、高效穿透生物屏障以及精准靶向能力等优点，在细胞间通讯中发挥重要作用；越来越多的实验研究也证实了外泌体在组织损伤修复领域的巨大潜力，然而其具体的作用机制仍有待探索。近年来，研究发现相较于直接基因工程化干细胞的细胞疗法而言，基因工程化干细胞来源外泌体疗法克服了传统干细胞移植过程中细胞寿命有限、细胞植入效率低以及细胞移植可能带来的免疫排斥反应和肿瘤形成风险等风险，具有更高的安全性和更有效的靶向递送能力。虽然基因转染技术在组织纤维化修复领域已取得显著进展，然而，当前研究仍存在以下局限：①递送效率不足：非病毒载体转染效率低(如脂质体仅30%-50%)，病毒载体存在免疫原性风险；②长期安全性存疑：CRISPR编辑的脱靶效应及外源基因持续表达可能诱发肿瘤(如腺相关病毒载体整合风险)；③临床转化瓶颈：多数研究停留于小动物模型，缺乏大动物实验和长期安全性数据评估。
3.2 该综述区别于他人他篇的特点 该综述将肺、肝、心、肾及唾液腺纤维化的基因治疗进展横向对比，揭示Wnt/β-catenin、转化生长因子β/Smad等信号通路的共性调控机制；通过时间轴清晰展示从病毒载体到无细胞治疗的范式转变；强调了基因工程化干细胞来源外泌体在组织纤维化修复、再生医学研究领域的巨大潜力，并重点探讨外泌体靶向修饰、基于微流控的分离技术和跨学科联合治疗策略的产业化潜力，以加速推动外泌体在临床中的广泛应用。 3.3 该综述的局限性 目前关于基因转染技术在组织纤维化修复中的研究多数基于体外实验研究或停留于小动物模型研究，有关大动物实验模型研究及长期安全性追踪的研究报道较少，故该文章缺少对大动物实验模型研究的报道以及长期安全性评估数据分析。 3.4 该综述的重要意义 旨在为基因转染技术在组织纤维化修复领域的研究提供一个系统的总结和参考。通过梳理近年来的研究进展，不仅展示了基因转染技术在不同组织纤维化中的应用潜力，阐明外泌体介导的“无细胞治疗”可规避传统干细胞移植过程中细胞寿命有限、细胞植入效率低以及细胞移植可能带来的免疫排斥反应和肿瘤形成风险等，强调了基因工程化干细胞来源外泌体在无细胞治疗中的重要性，为再生医学领域的发展提供了新的思路。文章还指出了当前研究中存在的问题和挑战，例如递送效率局限、外泌体靶向性需进一步提高、外泌体的提取和纯化技术有待进一步优化、长期安全性存疑、临床转换瓶颈等，为后续研究提供了明确的方向。
3.5 课题组专家对未来的建议 ①优化递送系统：开发特异性载体结合外泌体靶向修饰技术进一步提升外泌体的靶向性；加速促进基因工程化外泌体与微流控技术的有效结合，实现更高效、更精准的外泌体生产与应用；②提高基因转染效率：通过优化转染方法和载体设计，提高基因转染在不同细胞类型和组织中的转染效率；③进一步安全性评估：开展大动物实验和长期安全性数据评估；探讨联合治疗策略，如基因转染与其他疗法(如间充质干细胞移植)的协同效应等；加强临床转化研究和跨学科合作，加速推进基因工程化外泌体从实验室走向临床。
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3.2 该综述区别于他人他篇的特点 该综述将肺、肝、心、肾及唾液腺纤维化的基因治疗进展横向对比，揭示Wnt/β-catenin、转化生长因子β/Smad等信号通路的共性调控机制；通过时间轴清晰展示从病毒载体到无细胞治疗的范式转变；强调了基因工程化干细胞来源外泌体在组织纤维化修复、再生医学研究领域的巨大潜力，并重点探讨外泌体靶向修饰、基于微流控的分离技术和跨学科联合治疗策略的产业化潜力，以加速推动外泌体在临床中的广泛应用。 3.3 该综述的局限性 目前关于基因转染技术在组织纤维化修复中的研究多数基于体外实验研究或停留于小动物模型研究，有关大动物实验模型研究及长期安全性追踪的研究报道较少，故该文章缺少对大动物实验模型研究的报道以及长期安全性评估数据分析。 3.4 该综述的重要意义 旨在为基因转染技术在组织纤维化修复领域的研究提供一个系统的总结和参考。通过梳理近年来的研究进展，不仅展示了基因转染技术在不同组织纤维化中的应用潜力，阐明外泌体介导的“无细胞治疗”可规避传统干细胞移植过程中细胞寿命有限、细胞植入效率低以及细胞移植可能带来的免疫排斥反应和肿瘤形成风险等，强调了基因工程化干细胞来源外泌体在无细胞治疗中的重要性，为再生医学领域的发展提供了新的思路。文章还指出了当前研究中存在的问题和挑战，例如递送效率局限、外泌体靶向性需进一步提高、外泌体的提取和纯化技术有待进一步优化、长期安全性存疑、临床转换瓶颈等，为后续研究提供了明确的方向。
3.5 课题组专家对未来的建议 ①优化递送系统：开发特异性载体结合外泌体靶向修饰技术进一步提升外泌体的靶向性；加速促进基因工程化外泌体与微流控技术的有效结合，实现更高效、更精准的外泌体生产与应用；②提高基因转染效率：通过优化转染方法和载体设计，提高基因转染在不同细胞类型和组织中的转染效率；③进一步安全性评估：开展大动物实验和长期安全性数据评估；探讨联合治疗策略，如基因转染与其他疗法(如间充质干细胞移植)的协同效应等；加强临床转化研究和跨学科合作，加速推进基因工程化外泌体从实验室走向临床。
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文题释义：
基因转染：是指通过物理、化学或生物手段将外源基因(如DNA或RNA)人工导入真核细胞内的技术，以实现目的基因在宿主细胞中的表达或功能研究。
组织纤维化：是指因慢性损伤或炎症导致组织内细胞外基质异常沉积、结构硬化的病理过程，本质为修复失衡引起的瘢痕化反应。常见于肝脏、肺、肾脏、心脏等器官，可进展为肝硬化、肺纤维化、肾纤维化等终末期病变。
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目前，基因工程化干细胞分泌外泌体治疗策略因其低免疫原性及靶向递送能力成为组织修复领域的研究热点，相较于直接使用工程化干细胞的细胞治疗策略而言，基因工程化干细胞分泌外泌体的无细胞疗法有效避免了干细胞移植风险；然而，当前研究仍存在以下局限：递送效率不足、长期安全性存疑、多数研究停留于小动物模型，缺乏大动物实验和长期安全性数据评估。未来的研究将进一步优化外泌体靶向修饰技术以提高外泌体靶向性，并探讨联合治疗策略，促进基因工程化外泌体与微流控技术的有效结合，实现更高效、更精准的外泌体生产与应用，还将加强临床转换研究以推动工程化外泌体的广泛临床应用。
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