干细胞外泌体研究进展,对临床疾病治疗具有重要意义

间充质干细胞(MSCs)主要的生物学特性包括高度的自我更新、多向分化及独特的免疫调节能力,其免疫调节能力则主要是通过MSCs与先天免疫和适应性免疫系统的细胞相互作用,分泌细胞调节性因子发挥免疫调节功能。

研究表明,来源于间充质干细胞外泌体(MSCs-Exo)在组织的修复、免疫调节及疾病的治疗过程中发挥着至关重要的作用,可能为临床疾病诊断和治疗提供新的策略。

干细胞外泌体研究进展,对临床疾病治疗具有重要意义
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MSCs-Exo 的生物学特性

基本的特征:1980年发现的外泌体(exosome)大多为微小囊泡,直径约为30~200 nm,在蔗糖溶液中的密度为1.10~1.18g/mL,可由各种细胞分泌。MSCs-Exo不仅表达所有外泌体共同表达的蛋白标志物,还表达MSCs细胞膜表面的一些黏性分子(如:CD90、CD105、CD29、 CD44、CD73)。

同时,也存在一些其他种类的蛋白如 Alix、TSG101、肌动蛋白、微管蛋白、膜联蛋白(Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ和 Ⅵ)及 一些信号转导蛋白和组织相融性抗原。

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MSCs-Exo免疫调节作用

研究表明,MSCs可以通过细胞-细胞直接接触或旁分泌方式调解T细胞的功能,而且 MSCs在抑制细胞因子的分泌和抑制配体-受体相互作用的功能中发挥了关键作用。

Zhang等研究表明,MSCs-Exo通过激活M2型巨噬细胞,抑制M1型巨噬细胞,以及增强抗炎细胞因子IL-10和TGF-β的表达来调节免疫细胞反应,以促进组织修复。

Chen等研究发现MSCs-Exo能够抑制IL-1β和TNF-α的分泌,促进TGF-β分泌,进一步研究表明MSCs-Exo能够诱导Th1向Th2细胞转化,外泌体以MSCs类似的方式通过减少炎症和促进抗炎反应来抑制促炎症反应的发生。

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MSCs-Exo在临床疾病治疗中的研究

MSCs-Exo在伤口愈合和皮肤再生中的应用:MSCs参与皮肤伤口愈合的整个过程,而外泌体是MSCs释放的关键因子之一,具有MSCs相似的功能,可以调节受体细胞的 活性,促进细胞自我修复和组织再生,加速损伤部位的伤口修复。

Geiger等发现MSCs-Exo可通过诱导糖尿病大鼠模型中皮肤细胞的迁移和增殖来加速伤口愈合。

MSCs-Exo在神经损伤中的应用:MSCs-Exo可以将许多遗传物质、神经营养因子和蛋白质传递到轴突,恢复微环境的稳态,调节轴突再生、促进神经形成和血管生成。

有研究报道称牙龈来源的MSCs-Exo能够诱导分化(修复)表型相关基因的上调,从而促进外周神经细胞的再生;Huang等发现 PEDF 修饰的脂肪MSCs-Exo可以激活细胞自噬,抑制神经元细胞凋亡,从而改善脑损伤。

虽然目前许多实验证据表明,利用MSCs-Exo治疗周围神经损伤是有效和安全的,但这一领域还有待进一步研究,需要大量的工作来充分确定MSCs-Exo在临床应用中的潜力。

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乘干细胞之东风——火爆"外泌体"的崛起

 

MSCs-Exo 在肝损伤和肾损伤中的应用:在肝脏疾病相关实验研究中,MSCs-Exo 也表现出一定的保护和治疗作用。Du 等研究证明人诱导的多能MSCs-Exo通过激活 SPhks和s1p信号通路保护肝脏免受肝缺血 / 再灌注损伤,促进细胞增殖。

Li等研究发现MSCs-Exo在小鼠肝纤维化模型中有治疗作用,采用四氯化碳(CCL4)诱导的小鼠肝损伤模型中发现人脐带MSCs-Exo可以通过抑制肝细胞上皮间充质细 胞的转移和胶原蛋白的生成来改善肝纤维化。

目前,肾损伤相关实验研究也表明,外泌体中携带的miRNA和蛋白能够减轻肾缺血再灌注损伤,减少细胞凋亡,促进细胞增殖,从而修复肾损伤。

MSCs-Exo在其他疾病治疗中的应用:研究表明,MSCs-Exo在其他疾病的诊断和治疗中也具有重要意义。

MSCs-Exo可以用于治疗脑卒中,对难治性黄斑裂孔也具有促愈合作用,并且 MSCs-Exo还可用于治疗1型糖尿病、心脑血管疾病、脑中风和骨关节炎等疾病;所以,随着对MSCs-Exo研究的深入,将促使其早日用于临床疾病的治疗。

干细胞外泌体研究进展,对临床疾病治疗具有重要意义
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未来展望

MSCs-Exo具有促进组织修复及调节免疫应答等作用;外泌体相比于MSCs更稳定、更安全,而且体积小,不容易堵塞血管;还能穿过质膜,降低免疫排斥反应发生。

总而言之,随着对外泌体的深入研究,外泌体将有可能替代MSCs用于临床协助疾病的治疗和诊断。

发布者:木木夕,转转请注明出处:https://www.cells88.com/wmt/5805.html

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