当前位置: 心肌囊肿专科治疗医院 >> 心肌囊肿护理 >> 干细胞鲜活外泌体研究最新进展敏感肌维稳
随着干细胞研究的进展,不断有研究证实干细胞外泌体能够借助所携带的蛋白、mRNA和microRNA等生物活性物质在多种疾病的治疗中发挥作用。
近日,学者在国际期刊《BiotechnologyReports》发表综述,详细介绍了间充质干细胞来源外泌体在癌症及衰老相关疾病的治疗研究中的最新进展。从外泌体的来源和组成、药物传递效果、免疫调节特性、肿瘤治疗以及延缓衰老等方面的应用进行阐述,认为间充质干细胞外泌体有潜力成为一种新兴的肿瘤治疗方案,以及成为抗衰老研究的新风向。一
干细胞外泌体,未来医疗的新风口
干细胞外泌体,是一类直径大约在30-nm的微小囊泡,由脂质、蛋白质和核酸组成,并可将这些生物分子从一个细胞传递到另一个细胞,从而交换遗传信息、重编程宿主细胞,进行细胞间通讯。外泌体是干细胞旁分泌作用的主要介质,它们的内容物(mRNAmicroRNA、各种抗凋亡和促血管生成因子)被发现可诱导成纤维细胞的迁移和增殖以及胶原的合成。具有减少细胞凋亡、减轻炎症反应、促进血管生成、抑制纤维化、提高组织修复潜力等重要生物学功能,在调控组织再生方面存在良好的应用前景。外泌体在启动靶基因的转录和影响受体细胞表型的蛋白质翻译中发挥着重要作用。重要的是,与干细胞不同,外泌体对受损的微环境不响应,但具有改变细胞外基质,改变受体细胞的转录组和蛋白质组,调节细胞凋亡,生长,增殖和分化途径的能力。
且含有大量且种类繁多的蛋白质、细胞因子和生物活性物质。在抗心肌细胞凋亡、抗心肌细胞损伤、促进新生血管形成和抗炎等方面具有重要作用。
在防治急性心肌梗死、老年性痴呆、糖尿病、高血压、心脏病、创伤愈合等方面具有一定的应用前景。
自年美国科学家勒布朗詹姆斯·罗思曼、兰迪·谢克曼及其德国科学家托马·祖德霍夫因发现细胞的囊泡运输管控体制而获取诺贝尔奖生物学或医学奖至今,有关外泌体的研究越来越多。
并慢慢变成生物医学工程研究领域的一个网络热点,牵涉到疾病治疗行业、流行病学、确诊医药学、免疫力行业及其美容护肤延缓衰老行业等。
干细胞外泌体的优点
01
体积小
纳米级粒子,大小约为细胞的1/,能穿透一般毛细血管的细胞间隙抵达目标,因此能很好地被人体所利用。
02
免疫反应程度低
外泌体不是细胞,仅作为载具,外膜的表层上呈现较少的抗原,免疫系统难识别,对人体影响小。移植后存活率高、内容物稳定易保存。
03
可穿透血脑障壁
体积小加上脂质外膜的特性,使其可以通过血脑障壁,抵达脑部组织。
04
易保存运输
分离得到的外泌体可以在-80℃长期保存,短期内应用也可以在-20℃或4℃下保存。
05
来源广泛,无伦理限制
二
外泌体对皮肤修复与再生作用
美国抗衰老和再生医学学会主席RonaldKlatz博士曾说:“许多科学家现在相信外泌体是干细胞技术的下一个发展方向”。
近年来研究发现干细胞外泌体与皮肤衰老相关。干细胞外泌体可参与皮肤生理、病理过程,能调节皮肤微环境中促炎细胞因子分泌,促进皮肤缺损处血管新生及胶原沉积,显著促进创面的愈合,以及调节皮肤成纤维细胞增殖分化。
同时还在皮肤微环境发生病变时发挥特异性信息传递作用、抑制缺损皮肤中肌成纤维细胞的过度聚集和瘢痕形成。
皮肤创伤的愈合分为几个阶段:出血期、炎症期、增生期、组织改建期(瘢痕形成期)。目前已有的研究发现,外泌体可以影响其中多个过程、多种细胞促进皮肤的修复与再生。
促进成纤维细胞的增殖
迁移皮肤的成纤维细胞在皮肤组织修复与再生中具有重要的作用:参与伤口收缩、胞外基质沉积、组织改建等。
有研究发现,脐带间充质干细胞来源的外泌体可以促进皮肤细胞(真皮成纤维细胞、表皮角质细胞)的增殖。促进I,III型胶原、纤连蛋白的转录与表达,参与受体自身干细胞调控机制,促进受体自身干细胞增殖、分化、再生和迁移,从而提高受损部位的修复能力和愈合能力,促进皮肤创伤的修复与再生。
促进血管新生
对于创面修复而言,血管形成是具有极其重要的生理学作用,其可以运送氧气、营养物质、免疫细胞等到达损伤部位从而促进皮肤相关细胞增殖、胞外基质的沉积。外泌体可以促进伤口处血管的新生,促进皮肤组织的修复、创面的愈合。
调节炎症反应
皮肤组织受损之后,可以引起局部炎症反应的发生,同时也伴随着炎性因子分泌的改变。干细胞外泌体进入受体后,进行免疫调节,抗炎、维护组织微环境稳态,能够调节细胞的动态平衡,激活细胞的代谢能力,有效降低肌肤的敏感性,抑制多种炎症因子的释放,促进皮肤的修复。
抑制瘢痕形成
皮肤受损之后的瘢痕形成是创面愈合的难点之一。瘢痕超过一定的限度会引起多种并发症,例如外形的破坏及功能活动障碍等。目前的研究发现,外泌体在抑制瘢痕形成方面也有一定的作用。
通过组织学分析发现外泌体可以在伤口愈合的早期其可以促进胶原的合成来提高修复速度,晚期则抑制胶原的合成来抑制疤痕组织的形成。
三
外泌体与皮肤衰老
皮肤老化分为内源性老化与外源性老化,前者主要表现为皮肤干燥、细纹、胶原纤维和弹性纤维减少以及皮下脂肪变薄,是人体随着年龄增加逐渐出现的正常皮肤老化;
后者主要表现为皮肤干燥、出现深大皱纹、皮肤松弛弹性下降、粗糙、色素不均匀,多由环境因素导致,尤其是紫外线。
紫外线损伤和老化会影响细胞外基质胶原蛋白和弹性蛋白,这两者都是防止皮肤脱水以及保持皮肤紧致和弹性的关键。
外泌体还可通过减少氧化应激来延缓皮肤衰老
紫外线辐射可产生大量ROS(ROS,即活性氧,是细胞代谢的产物,主要是各种氧化物,包括过氧化氢、超氧化物阴离子、羟自由基等),影响真皮成纤维细胞功能,诱导MMPs合成,损伤细胞外基质成分(如胶原蛋白、弹力蛋白等)。
衰老成纤维细胞较正常细胞可产生更多ROS。而间充质干细胞外泌体可减少ROS产生。外泌体在ROS的产生、清除上具有一定功能,通过抑制ROS能减少皮肤的氧化应激损伤,给改善皮肤衰老带来了新的希望。
另一项研究表明人源性干细胞外泌体不仅增强了UVB辐照后成纤维细胞的迁移能力,还可显著抑制UVB照射诱导的MMP-1、MMP-2、MMP-3和MMP-9的过表达,增强Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原、Ⅲ型胶原和Ⅴ型胶原及弹性蛋白的表达。
近年来,利用外泌体作为药物或基因传递的生物载体成为了新的研究热点,干细胞外泌体与干细胞具有相似的生物学性能。
但干细胞外泌体更加安全稳定高效,具有更强而复杂的信号分子转运和调控能力,为无细胞移植治疗的情况下实现组织再生、组织修复提供了新策略、新方法。
1
2