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源无止境 创生有道
间充质干细胞外泌体的“高光”未来

发布时间:2024-07-30 09:03   浏览次数:174

间充质干细胞(mesenchymalstemcells,MSCs)目前被广泛应用于组织损伤的修复、免疫功能紊乱性疾病的稳态再平衡以及异体移植后的免疫排斥反应抑制,可通过调节炎症反应和参与组织修复再生应用于一些炎症性相关疾病。

与间充质干细胞比较,作为其旁分泌物的外泌体具有更稳定的生物特性。外泌体可直接进入靶细胞,通过向靶细胞转运特异性蛋白、脂质及RNA等生物活性物质,来诱导靶细胞的增殖、迁移、血管化等生物学变化,从而改变局部微环境同时,这种“载体式”信号转导方式使外泌体具备更高更稳定的信号转导效率,且在生物体内不会被细胞外介质稀释。展望未来,科学家预测干细胞外泌体还将在以下几大方面有积极的进展: 

一、间充质干细胞外泌体在缺血性疾病中的治疗作用 

研究发现,人CD34+造血干细胞分泌的外泌体具有促血管形成的作用,从而改善缺血性疾病。MSC外泌体可通过转运microRNA改善心肌缺血,对心脏功能产生保护作用。在缺血性脑病中,可同样观察到间充质干细胞可通过外泌体的转运。干细胞分泌的外泌体具有促血管生成的作用,这在缺血性疾病的治疗中具有非常重要的意义。 

 

 

二、间充质干细胞外泌体对器官急性损伤的治疗作用

来源于胚胎干细胞ESCs和某些成体干细胞的外泌体可以改变受体细胞的生理功能,从而保护急性损伤的心脏和肾脏。MSC外泌体可通过增加ATP水平,降低氧化应激,激活P13K/Akt通路增强心肌生存能力及防止缺血再灌注损伤后的心肌不良重塑。因此,MSCs生成的外泌体在治疗急性心肌梗死方面有着巨大的潜力。 

 

慢性肾脏疾病(CKD)是一种进行性和不可逆的疾病,在肾功能下降到特定临界值后发生。慢性肾脏疾病会伴随着进行性肾小管间质纤维化,最终导致终末期肾病(ESRD)。

2016年的一项研究将来间充质干细胞的外泌体应用于治疗慢性肾脏疾病,并发现了间充质干细胞外泌体对慢性肾脏疾病的治疗作用,而这可能是循环中抗炎细胞因子增多而促炎细胞因子减少引起的。

三、间充质干细胞外泌体对骨及软骨损伤治疗方面的治疗作用

外泌体与髓核细胞的相互作用可能是MSC促进退化的椎间盘结构恢复的一种机制。最近研究报道,在免疫大鼠骨软骨缺损模型中MSC外泌体可促进软骨再生。

 

 

在该研究中,外泌体加速了新组织的填充,II型胶原的合成,并增强硫酸化糖胺聚糖s-GAG的基质合成。MSC外泌体因其抗纤维化、抗凋亡、免疫调节功能,在缓解包括膝关节、肩关节、肘关节、髋关节、踝关节、腕关节在内的骨关节疼痛,改善上下肢功能。这表明间充质干细胞外泌体有潜力取代关节置换手术治疗骨关节炎,将有着巨大的临床应用前景。

间充质干细胞外泌体皮肤病的治疗作用

皮肤色素沉着症是一种皮肤病,会使皮肤变色或变黑。目前这种疾病的治疗策略都耗时长、效果不理想,还会导致红斑、脱皮、干燥等副作用。

2020年报道了一项实验调查了脂肪组织间充质干细胞外泌体对皮肤色素沉着的治疗效果,结果发现相比于对照组,间充质干细胞外泌体治疗组能明显减少黑色素的数量,持续两个月。研究人员认为间充质干细胞外泌体可以控制黑色素细胞,从而影响黑色素的水平。

 

 

 

面部的粉刺痤疮可能会导致社交孤立和其他问题,目前的治疗方法之一是点阵二氧化碳激光(FCL),但是这也会在伤口愈合的过程中产生不良反应。

相较于只进行点阵激光的人员来说,结合使用间充质干细胞外泌体与点阵激光治疗的患者面部美白效果更显著,毛孔和皮肤疤痕缩小。这可能是因为外泌体可以提供多种抗炎和再生生长因子,加速伤口愈合修复,并且可以增加神经酰胺的合成。

 

 

五、间充质干细胞外泌体治疗免疫系统疾病

 

异体造血干细胞移植是血液系统癌症患者的救命方法,但是这种治疗方法伴随的最严重的并发症之一就是急性或慢性的移植物抗宿主疾病(GvHD)。

 

 

根据日前《Journalofcellularandmolecularmedicine》杂志分享的一个案例,来自胎盘间充质干细胞的外泌体成功地帮助一名39岁慢性移植物抗宿主病(GVHD)患者改善症状。这个案例展示了胎盘间充质干细胞外泌体治疗皮肤cGVHD的疗效和安全性,未来可能成为该类疾病的潜在的替代治疗方案,尤其是针对皮质类固醇治疗无法起效的皮肤cGVHD患者。

 

六、间充质干细胞外泌体治疗呼吸系统疾病

 

COVID-19是一种由SARS-CoV-2引起的呼吸道疾病。该冠状病毒进入机体内,会诱发致命的细胞因子风暴,免疫系统也会失控,从而导致急性呼吸窘迫综合征(ARDS),而外泌体可以协调炎症和再生过程,减少炎症反应和肺损伤,在治疗COVID-19方面有潜在作用。

 

研究显示,接受了间充质干细胞外泌体注射的患者存活率为83%,约71%的患者得到了治愈,13%的患者病情危重但稳定。因此间充质干细胞外泌体可以被认为是治疗COVID-19的潜在有效药物。

七、间充质干细胞外泌体治疗其他系统疾病

除了上述疾病之外,临床研究还发现间充质干细胞外泌体对中风、阿尔兹海默症、Ⅰ型糖尿病、胰腺癌、黄斑变性、肺部感染、急性呼吸窘迫综合征、主动脉夹层修复手术后的多器官功能障碍综合征、营养不良性表皮松懈症、慢性风湿性眼病患者的干眼症、牙周炎等多种疾病有治疗效果。

 

间充质干细胞的外泌体正在成为一种新型的、前景广阔的无细胞治疗工具,已有许多临床研究证明了其安全性和有效性,还有大量临床研究正在进行之中,随着我们对外泌体生物学认识的不断加深,很可能会出现新的应用方向,威斯尼斯人网站登录基因作为真实世界体细胞整合应用研究领导者,致力于体细胞的精准应用,我们期待间充质干细胞外泌体不仅能调理多种疾病,而且有光明的未来。