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iPS细胞衍生神经干细胞外泌体治疗皮肤病新疗法 | 中山大学

这项工作揭示了 诱导多能干细胞(iPSC)衍生的神经干细胞 (NSC)外泌体在伤口愈合中的新作用,这可能有助于未来开发新的皮肤病疗法。透明质复合水凝胶外泌体的组合可以以较少的给药频率实现类似的伤口愈合效果。

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2022年12 月5日中山大学药学院(深圳)科研团队在国际学术期刊International Journal of Nanomedicine上发表了题为Enhancing Cutaneous Wound Healing Based on Human Induced Neural Stem Cell-derived Exosomes的研究报告,该研究揭示了诱导多能干细胞(iPSC)衍生的神经干细胞 (NSC)外泌体在伤口愈合等皮肤问题中的新作用,这可能有助于开发新疗法解决皮肤健康问题。

该研究指出,皮肤伤口愈合是一个多层次的复杂过程,主要包括四个相互重叠的阶段:止血、炎症、增殖和重塑。

受损的皮肤细胞释放出大量碎屑和活性物质,可诱发炎症反应。过度和持续的炎症会阻碍愈合过程,最终导致慢性伤口。鉴于表皮组织再生的天然能力不足以及治愈重伤患者,解决皮肤健康问题,因此需要探索更有效的疗法。

事实上,皮肤已被认为是神经免疫内分泌器官,皮肤功能的神经控制已得到明确研究。皮肤主要由三层组成:表皮、真皮和皮下组织。这些神经分布于皮下组织,但各层均含有丰富的神经末梢。

新出现的证据表明,皮肤神经支配可能在伤口愈合中发挥重要作用。感觉和自主神经纤维分泌的大量神经肽在伤口愈合的不同阶段发挥着重要作用。

此外,皮肤会产生针对神经纤维的神经介质和神经营养因子,从而调节炎症、宿主防御过程中的免疫反应、疼痛和瘙痒。

各种研究报告称,使用抗氧化剂或免疫抑制剂可以调节炎症反应,促进伤口愈合。然而,基于干细胞疗法的新兴研究为组织再生和创造健康的皮肤环境提供了良好的应用前景。

细胞疗法,如间充质干细胞 (MSCs)、诱导多能干细胞 (iPSCs) 和成纤维细胞谱系,已在各种研究中应用于不同的皮肤疾病模型。

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诱导多能干细胞技术为实现人类细胞医疗开辟了重要的机会,iPSCs摆脱了伦理争议,解决了各种细胞来源问题,成为干细胞领域重要的发展方向,例如过去难以获得的可扩展神经干细胞(NSCs)和神经元。

人类神经干细胞具有神经分化能力,曾被用作人类皮肤等效物的神经元成分。据报道,有5种神经干细胞在脊髓损伤的伤口愈合过程中发挥了关键作用。然而,NSC 分泌物的潜在伤口愈合作用尚未得到探索。

最近,源自特定细胞的外泌体对伤口愈合发挥了有希望的治疗作用。与干细胞疗法相比,由细胞分泌的纳米膜复合物组成的外泌体作为细胞间通讯的载体,代表了一种有吸引力的替代方法。

此外,外泌体具有生物分布好、不会形成畸胎瘤样肿块等优点。研究发现源自小鼠神经干细胞的细胞外载体在脑缺血损伤和脊髓损伤中具有治疗潜力。

最近,通过分析 miRNA 和蛋白质特征,研究了人 iPSC 衍生的 NSC 细胞外囊泡的抗炎和神经源性特性。对伤口愈合的影响仍然未知。

因此,中山大学的研究人员提出了一个假设,即人 iPSCs 衍生的 NSCs (NSC-exo) 的外泌体具有促进伤口愈合的作用。

iPS细胞衍生神经干细胞外泌体治疗皮肤病新疗法 | 中山大学

图 | iPS细胞衍生神经干细胞的外泌体在体内促进小鼠皮肤伤口愈合

在这项研究中,中山大学的研究人员收集了iPSC- NSC-exo并将其用于皮肤伤口愈合小鼠疾病模型。有趣的是,研究发现 iPSC-NSC-exo 对人真皮成纤维细胞 (HDF) 细胞的迁移和人脐静脉内皮细胞 (HUVEC) 的管形成具有促进作用。

该研究首先报道了iPSC- NSC-exo促进伤口愈合的作用。此外,二肽/透明质酸 (Nap-FF/HA) 复合水凝胶和 NSC-exo 的组合可以以较少的给药频率实现类似的伤口愈合效果。

此外,非标记蛋白质组学分析结果表明,iPSC-NSC-exo携带高含量的神经营养因子,如神经元源性神经营养因子(NDNF))、免疫调节蛋白等与伤口愈合相关的因子,提供了可能的修复机制。换句话说,这项工作揭示了 iPSC- NSC-exo在伤口愈合中的新作用,这可能有助于未来开发新的皮肤损伤疗法。

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