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干細(xì)胞外泌體在治療疾病中的作用價(jià)值

發(fā)表時(shí)間:2021-09-06 17:23作者:杭吉干細(xì)胞科技

間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)主要的生物學(xué)特性包括高度的自我更新、多向分化及獨(dú)特的免疫調(diào)節(jié)能力,其免疫調(diào)節(jié)能力則主要是通過MSCs與先天免疫和適應(yīng)性免疫系統(tǒng)的細(xì)胞相互作用,分泌細(xì)胞調(diào)節(jié)性因子發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能。

研究表明,來源于間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體(MSCs-Exo)在組織的修復(fù)、免疫調(diào)節(jié)及疾病的治療過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,可能為臨床疾病診斷和治療提供新的策略。

間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體的生物學(xué)特性

基本的特征:1980年發(fā)現(xiàn)的外泌體(exosome)大多為微小囊泡,直徑約為30~200nm,在蔗糖溶液中的密度為1.10~1.18g/mL,可由各種細(xì)胞分泌。間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體不僅表達(dá)所有外泌體共同表達(dá)的蛋白標(biāo)志物,還表達(dá)MSCs細(xì)胞膜表面的一些黏性分子(如:CD90、CD105、CD29、 CD44、CD73)。

同時(shí),也存在一些其他種類的蛋白如 Alix、TSG101、肌動(dòng)蛋白、微管蛋白、膜聯(lián)蛋白(Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ和 Ⅵ)及 一些信號轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白和組織相融性抗原。

間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體免疫調(diào)節(jié)作用

研究表明,MSCs可以通過細(xì)胞-細(xì)胞直接接觸或旁分泌方式調(diào)解T細(xì)胞的功能,而且 MSCs在抑制細(xì)胞因子的分泌和抑制配體-受體相互作用的功能中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

Zhang等研究表明,間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體通過激活M2型巨噬細(xì)胞,抑制M1型巨噬細(xì)胞,以及增強(qiáng)抗炎細(xì)胞因子IL-10和TGF-β的表達(dá)來調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞反應(yīng),以促進(jìn)組織修復(fù)。

Chen等研究發(fā)現(xiàn)MSCs-Exo能夠抑制IL-1β和TNF-α的分泌,促進(jìn)TGF-β分泌,進(jìn)一步研究表明間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體能夠誘導(dǎo)Th1向Th2細(xì)胞轉(zhuǎn)化,外泌體以MSCs類似的方式通過減少炎癥和促進(jìn)抗炎反應(yīng)來抑制促炎癥反應(yīng)的發(fā)生。

干細(xì)胞外泌體在治療臨床疾病中的研究

間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體在傷口愈合和皮膚再生中的應(yīng)用:MSCs參與皮膚傷口愈合的整個(gè)過程,而外泌體是MSCs釋放的關(guān)鍵因子之一,具有MSCs相似的功能,可以調(diào)節(jié)受體細(xì)胞的 活性,促進(jìn)細(xì)胞自我修復(fù)和組織再生,加速損傷部位的傷口修復(fù)。

Geiger等發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體可通過誘導(dǎo)糖尿病大鼠模型中皮膚細(xì)胞的遷移和增殖來加速傷口愈合。

間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體在神經(jīng)損傷中的應(yīng)用:間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體可以將許多遺傳物質(zhì)、神經(jīng)營養(yǎng)因子和蛋白質(zhì)傳遞到軸突,恢復(fù)微環(huán)境的穩(wěn)態(tài),調(diào)節(jié)軸突再生、促進(jìn)神經(jīng)形成和血管生成。

有研究報(bào)道稱牙齦來源的間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體能夠誘導(dǎo)分化(修復(fù))表型相關(guān)基因的上調(diào),從而促進(jìn)外周神經(jīng)細(xì)胞的再生;Huang等發(fā)現(xiàn)PEDF修飾的脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體可以激活細(xì)胞自噬,抑制神經(jīng)元細(xì)胞凋亡,從而改善腦損傷。

雖然目前許多實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明,利用間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體治療周圍神經(jīng)損傷是有效和安全的,但這一領(lǐng)域還有待進(jìn)一步研究,需要大量的工作來充分確定間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體在臨床應(yīng)用中的潛力。

干細(xì)胞外泌體乘干細(xì)胞之東風(fēng)——火爆"外泌體"的崛起

間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體在肝損傷和腎損傷中的應(yīng)用:在肝臟疾病相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究中,間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體也表現(xiàn)出一定的保護(hù)和治療作用。Du等研究證明人誘導(dǎo)的多能間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體通過激活SPhks和s1p信號通路保護(hù)肝臟免受肝缺血 / 再灌注損傷,促進(jìn)細(xì)胞增殖。

Li等研究發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體在小鼠肝纖維化模型中有治療作用,采用四氯化碳(CCL4)誘導(dǎo)的小鼠肝損傷模型中發(fā)現(xiàn)人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體可以通過抑制肝細(xì)胞上皮間充質(zhì)細(xì) 胞的轉(zhuǎn)移和膠原蛋白的生成來改善肝纖維化。

目前,腎損傷相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究也表明,外泌體中攜帶的miRNA和蛋白能夠減輕腎缺血再灌注損傷,減少細(xì)胞凋亡,促進(jìn)細(xì)胞增殖,從而修復(fù)腎損傷。

間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體在其他疾病治療中的應(yīng)用:研究表明,間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體在其他疾病的診斷和治療中也具有重要意義。

間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體可以用于治療腦卒中,對難治性黃斑裂孔也具有促愈合作用,并且間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體還可用于治療1型糖尿病、心腦血管疾病、腦中風(fēng)和骨關(guān)節(jié)炎等疾??;所以,隨著對間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體研究的深入,將促使其早日用于臨床疾病的治療。

未來展望

間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體具有促進(jìn)組織修復(fù)及調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答等作用;外泌體相比于MSCs更穩(wěn)定、更安全,而且體積小,不容易堵塞血管;還能穿過質(zhì)膜,降低免疫排斥反應(yīng)發(fā)生。

總而言之,隨著對外泌體的深入研究,外泌體將有可能替代間充質(zhì)干細(xì)胞用于臨床協(xié)助疾病的治療和診斷。


行業(yè)動(dòng)態(tài)
干細(xì)胞治療
干細(xì)胞移植
神經(jīng)干細(xì)胞移植