中醫大附醫研發仿生呼吸動態拉伸平台　外泌體抗肺纖維化潛力提升3.3倍

【記者張世昌台中報導】肺部每天隨著呼吸不斷伸縮，這項自然的生理運動，竟成為改善肺纖維化的新研究方向！中國醫藥大學附設醫院（下稱中醫大附醫）周德陽院長率領胸腔外科方信元副院長、陳建勳醫師，以及異種移植轉譯研發中心謝明佑副主任組成研究團隊，成功開發「仿生呼吸動態拉伸培養平台」，透過模擬肺部規律伸縮的環境，訓練幹細胞產生更具修復潛力的外泌體。研究發現，外泌體中具有抗纖維化功能的miR-30含量提升約3.3倍，動物實驗也觀察到肺部纖維化及發炎反應減少的情形，相關成果已刊登於國際生醫材料頂尖期刊《Biomaterials》，為肺纖維化研究開啟新的方向。

肺纖維化俗稱「菜瓜布肺」，是一種會使肺部組織逐漸變硬、失去彈性的疾病，患者常出現持續乾咳、呼吸困難等症狀，嚴重時甚至需要接受肺臟移植。其中，特發性肺纖維化較常發生於中高齡族群，吸菸及具有家族病史者風險較高。周德陽院長指出，目前臨床已有抗纖維化藥物、氧氣治療及肺部復健等方式，但現有藥物主要著重於延緩疾病惡化，仍難以讓已形成的纖維化組織恢復正常。因此，如何減少肺部纖維化並促進受損組織修復，是醫學界持續努力的重要課題。

近年來，幹細胞分泌的「外泌體」成為再生醫學的重要研究方向。外泌體如同細胞之間傳遞訊息的「微型包裹」，能攜帶有助於調節發炎及組織修復的成分，但如何進一步提升外泌體的功能，仍是研究上的重要挑戰。方信元副院長表示，肺臟會隨著每一次呼吸不斷伸縮，然而傳統幹細胞多在靜止環境中培養，與肺部真實的生理狀態有所差異。研究團隊因此運用特殊3D生物支架，搭配模擬呼吸節律的規律拉伸技術，讓幹細胞在接近肺部的動態環境中生長，如同讓細胞接受「呼吸訓練」。

研究結果顯示，經過特殊動態環境培養的幹細胞，所分泌的外泌體含有更多具抗纖維化作用的miR-30，含量約為傳統靜態培養方式的3.3倍，顯示「仿生呼吸動態拉伸培養平台」具有提升外泌體修復潛力的研究價值。陳建勳醫師進一步說明，幹細胞受到規律伸縮刺激後，會啟動細胞內的YAP訊號，促使更多miR-30進入外泌體。當這些外泌體進入受損肺組織後，一方面可抑制造成纖維化的細胞過度活化，減少膠原蛋白堆積；另一方面則能調節免疫細胞，使促進發炎的反應轉向有利於組織修復的狀態，同時改善受損細胞的粒線體功能。

在肺纖維化大鼠實驗中，研究團隊透過鼻腔給予外泌體，觀察到肺部膠原蛋白堆積減少、發炎指標下降，肺部組織結構也獲得改善，整體效果優於傳統培養方式取得的外泌體。團隊進一步確認，miR-30是發揮抗纖維化效果的重要關鍵，支持透過模擬呼吸的動態培養技術，提升外泌體改善肺纖維化潛力的研究方向。這項研究不僅著眼於外泌體本身的功能，也將器官自然運動的生理特性納入細胞培養設計，提供再生醫學另一種值得探索的思路。

周德陽院長強調，此項研究將模擬人體器官自然運動的概念導入幹細胞培養，藉由改變細胞生長環境，強化外泌體的抗纖維化作用，為肺纖維化治療提供新的研究方向。目前研究成果仍處於動物實驗階段，尚須進一步驗證安全性與療效。未來團隊將持續推動臨床轉譯研究，期望逐步釐清這項技術的應用潛力，為肺纖維化患者帶來新的治療選擇。