外泌体可以轻易穿透角质层到达真皮

间充质干细胞、免疫细胞、外泌体源头实验室
  • 如何修复各类疾病引起的组织器官损伤是再生医学的研究热点。近年来,干细胞凭借其分泌活性生物成分的功能,成为治疗中的主力。其作用机制是其旁分泌作用可调节再生修复能力。这种分泌型再生环境的重要构件就是外泌体——一种直径为40~150nm的囊泡物质,可介导蛋白质和核酸跨细胞界限的转移运输。
  • 脐带间充质干细胞来源的外泌体可以轻易穿透角质层到达真皮,促进人皮肤组织
    I 型胶原和弹力蛋白的生成,改善皮肤质地。

近年来研究表明,干细胞所发挥的作用在很大程度上是由其强大的旁分泌功能而实现的,而不是其在特定部位的增殖和分化。

近些年的研究发现,外泌体可能作为细胞与细胞之间的通讯工具而参与了旁分泌作用,并被发现在多种病理生理过程及疾病进程中发挥重要作用,遂逐渐成为肿瘤免疫领域以及再生医学领域研究的热点。

外泌体在再生修复和抗衰老方面的作用

外泌体(exosomes)是一种由细胞分泌的直径为40~150nm、密度范围为1.09~1.18g/ml的具有双层磷脂膜结构的囊泡样物质。

目前已经从各物种、各类型的细胞培养上清中提取出了外泌体,如神经元细胞、间充质干细胞、成纤维细胞、内皮细胞、巨核细胞等。外泌体也被发现存在于人体的各类体液中,如血液、唾液、尿液、乳汁等。存在于细胞培养上清及各种体液中的囊泡并不完全相同,已有的研究显示其大致分为三个亚群:直径最小的为外泌体,以及微囊泡和凋亡小体,后两者的直径均>200 nm,且产生的机制与外泌体不同。

近年来大量文献报道了外泌体在心肌缺血再灌注损伤及心肌梗死修复方面发挥重要作用“"。2015年,心血管领域权威杂志Circulation Research首次证实胚胎干细胞在心梗中的治疗作用。该研究发现,小鼠心梗造模成功后在心梗边缘区注射外泌体,4周后心脏超声、心梗面积等各项指标均明显改善。组织病理切片证实外泌体同样促进了血管新生(毛细血管密度)和心肌细胞增殖。

另有研究表明,小鼠下丘脑神经干细胞(hypothalamicneural stem cell,htNSC)的损耗,导致小鼠出现了衰老的症状以及生命周期缩短。向衰老小鼠脑室注射神经干细胞外泌体可以延缓脑衰老速度,延长小鼠寿命(26]。研究还显示,外泌体携带的miRNA能够部分调节htNSC的抗老化效应,并在htNSC进入脑脊髓液后发挥相应作用。

外泌体可以轻易穿透角质层到达真皮

在皮肤抗衰老方面,韩国首尔国立大学的科研团队在行业期刊Biochem Biophys Res Commun上发表了题为Exosomes derived from humanumbilical cord blood mesenchymal stem cells stimulates rejuvenationof human skin(来源于人脐带间充质干细胞的外泌体刺激人皮肤的再生)的研究报告。

该团队研究发现,脐带间充质干细胞来源的外泌体可以轻易穿透角质层到达真皮,促进人皮肤组织I型胶原和弹力蛋白的生成,改善皮肤质地。这些研究表明外泌体具有抗衰老应用前景。

在这项研究中,研究人员研究了来源于脐带间充质干细胞的外泌体(USC-CM外泌体)在皮肤胶原合成和渗透中的作用。发现USC-CM具有多种与皮肤再生相关的生长因子。体外研究结果表明,USC-CM Exos整合到人真皮成纤维细胞(HDFs)中,从而促进HDFs的细胞迁移和胶原合成。

此外,研究人员使用人类皮肤组织评估了USC-CM Exos的皮肤渗透性。结果显示,Exo-Green标记的USC-CM Exos在3小时后接近表皮的最外层,并且在18小时后逐渐接近表皮。在人皮肤上处理3天后发现胶原I和弹性蛋白的表达增加。

外泌体可以轻易穿透角质层到达真皮

结果表明,USC-CM Exos被吸收到人的皮肤中,它促进皮肤中胶原I和弹性蛋白的合成,这是皮肤再生所必需的,并显示了USC-CM与化妆品或治疗剂结合的潜力。

该研究还指出,皮肤细胞外基质(ECM)对皮肤形态和功能至关重要,如生长和弹性。胶原蛋白负责身体的机械保护,防止皮肤脱水,保持组织的弹性和紧致,并使皮肤皱纹最小化。弹性蛋白是身体组织的主要结构蛋白,是一种纤维蛋白,其厚度从皮肤的深层到表层逐渐减小。弹性蛋白提供力量和天然弹性,并在组织修复中发挥重要作用。功能性化妆品是干细胞技术与美容产品的结合,是目前美容行业的新兴趋势。

参考文献:Kim YJ, Yoo SM, Park HH, et al. Exosomes derived from humanumbilical cord blood mesenchymal stem cells stimulates rejuvenationof human skin [J ].Biochem Biophys Res Commun, 2017,493(2):1102-1108.

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