干细胞外泌体显“奇效”,在多领域均展现再生潜能
外泌体是细胞分泌的一种膜囊泡,一般是指细胞内出芽形成的直径在30到150nm之间的小囊膜。外泌体是磷脂双分子层结构,含有蛋白质,RNA和DNA等物质。
外泌体可作为细胞之间物质和信号通讯的媒介。不同的细胞分泌携带不同组分的外泌体,而后这些外泌体被受体细胞吸收,通过物质交换或释放内含物实现物质和信号的交流。
外泌体在疾病治疗,药物递送和作为生物标记物进行诊断方面都已有研究。外泌体美容作为外泌体在皮肤健康方面的作用也逐渐被人关注。很多研究都围绕了外泌体延缓肌肤衰老,促进伤口愈合和治疗脱发开展,也获得了一定研究成果。
一、外泌体延缓肌肤衰老
随着时间的推移、皮肤重要成分的再生能力减弱,从而出现衰老的物理迹象(例如皱纹、色斑等)。而皮肤组织存在少量的成体干细胞是维持皮肤年轻态的储备力量,其衰竭是皮肤衰老的重要原因之一,而来自人类干细胞的外泌体可以缓解干细胞在培养中的老化,从而起到抗衰的作用。
1.促进胶原蛋白合成
胶原蛋白是一种生物高分子,是动物结缔组织中的主要成分,也是哺乳动物体内含量最多、分布最广的功能性蛋白。胶原蛋白主要位于皮肤的真皮层中,对肌肤形态起到支撑的作用。胶原蛋白对于延缓肌肤衰老和伤口愈合也有着重要作用。胶原蛋白的流失会造成皮肤干燥,弹性缺失,形成皱纹。紫外线照射是加剧胶原蛋白流失的重要原因之一。研究人员在人类皮肤成纤维细胞(HDFs)中提取外泌体,发现其可以通过促进基质金属酶抑制剂TIMP-1和TGF-β来促进蛋白质合成。同时外泌体中的miRNA也可以通过抑制由紫外线造成的细胞氧化应激激活的TNF-α验证信号通路,一方面可以减少胶原蛋白的降解,另一方面促进胶原蛋白的合成。
2.促进血管生成
随着皮肤老化,人体会发生各种变化,例如 I 型胶原蛋白含量减少、毛细血管网络紊乱、弹性纤维变性等。这些退行性变化可能导致皮肤组织中的血管结构减少。适当的血管化是健康皮肤的重要组成部分,它为皮肤细胞提供营养供应以维持其活动。因此,增加血管数量是解决皮肤老化的一种方案。此外,血管化在伤口愈合中起着重要作用。各种研究显示了外泌体的血管生成特性。在一项研究中,在人脐静脉内皮细胞 (HUVEC) 上检测了人脂肪来源的 MSC 分泌的外泌体对血管生成的影响。
二、外泌体促进伤口愈合
临床前模型中难治的慢性伤口在用无细胞产品治疗后,可以达到无疤痕的皮肤愈合效果。来源于干细胞的纯化产物—外泌体,将促进愈合的成分传递到缺血性伤口的临床前动物模型的细胞中,加快创口愈合。
三、外泌体治疗脱发
逆转毛囊微型化:毛囊微型化主要体现在这几个方面:毛发的生长周期缩短,毛发变细小,颜色变淡,由终毛逐渐变成毳毛。由于生长周期变短,头发也逐渐变短。这一过程可能需要几年或者几十年,终毛逐渐变成毳毛,最终这些毳毛脱落,毛囊萎缩消失,只剩下光滑的头皮。
科研人员发现真皮乳头细胞(DP)分泌的外泌体中含有一种叫miR-218-5p的小RNA 可以抑制卷曲相关蛋白SFRP2而激活Wnt/β-Catenin 信号通路,促进β-Catenin进入细胞核转录激活下游调控因子,进而促进毛囊发育,逆转毛囊微型化。
刺激毛发再生:干细胞分泌的外泌体,包含200多种生长因子。SCF,它可以促进干细胞和黑素细胞的生长;TGFβ3,负责将炎症T细胞转化为抗炎调节性T细胞;VEGF和MIP-1,它们分别刺激血管的形成和刺激头皮细胞生成;FGF,这是一种非常有效的生长因子,能够影响多种细胞。
重要的是,MSC导出液已被证明含有Wnt 3α,是激活Wnt/βcatenin头发再生的关键。这些生长因子可刺激身体自身的自然再生潜能。
四、结语
干细胞外泌体目前在多领域均已进行了大量的临床前期研究,展现了外泌体的再生潜能。随着研究的不断开展,可以为未来各种疾病的治疗以及组织再生提供一种全新的治疗模式。
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