揭秘幹細胞的最佳拍檔——外泌體,再生醫學的新「武器」

豪瑞生物 發佈 2020-01-15T05:21:02+00:00

間充質幹細胞外泌體的應用方向1、創傷癒合國際期刊《Stem Cell Research & Therapy》發表了一篇最新研究成果,科學家發現間充質幹細胞分泌的外泌體有促進傷口癒合的功效。

外泌體是指包含了複雜 RNA 和蛋白質的小膜泡 (30-150nm),現今,其特指直徑在40-100nm的盤狀囊泡。1983年,外泌體首次於綿羊網織紅細胞中被發現, 1987年Johnstone將其命名為「exosome」。

外泌體剛被發現時,曾被普遍認為是細胞代謝所產生的"排泄物"。但隨著研究的深入,科學家們發現外泌體是參與細胞間物質與信息傳遞的重要一環。它可以將脂類、碳水化合物、蛋白質、mRNA、miRNA和DNA等生物分子從一個細胞傳遞到另一個細胞,從而交換遺傳信息、重編程宿主細胞,進行細胞間通訊。

外泌體的功能取決於其來源的細胞

研究發現,人體幾乎所有類型的細胞在正常及病理狀態下均可分泌外泌體,它天然存在於體液中,包括血液、唾液、尿液、腦脊液和乳汁中。而外泌體的具體功能取決於其來源的細胞。例如間充質的幹細胞的外泌體通常具有間充質幹細胞的性能,包括組織癒合、以及炎症和纖維化的減少。而腫瘤幹細胞的外泌體則具有腫瘤幹細胞的性能,會傳遞遺傳信息產生促進癌症發展和進展微環境的載體。

再生醫學的新「武器」,間充質幹細胞外泌體

近年來,幹細胞在抗衰老、再生醫學以及多項重大疾病的臨床領域的多項潛能得到證實,幹細胞成為醫學研究的熱點。幹細胞外泌體,這一具有幹細胞功能的細胞分泌物質,同樣也受到眾多科學家與研究學者的關注,被應用於再生醫學和各種疾病的治療研究之中。

在臍帶來源MSC-EXO的研究報導中,MSCs的所有優點均保留了下來,包括從臍帶MSCs分泌的低免疫原性治療因子、強大的組織修復和免疫調節作用。在具有相同功能的同時,臍帶MSC-EXO還擁有更顯著的安全性。這使得外泌體成為了幹細胞的最佳拍檔,它或許能夠到達間充質幹細胞無法到達的地方。

間充質幹細胞外泌體的應用方向

1、創傷癒合

國際期刊《Stem Cell Research & Therapy》發表了一篇最新研究成果,科學家發現間充質幹細胞分泌的外泌體有促進傷口癒合的功效。研究表明,間充質幹細胞外泌體(Exosome)作為細胞分泌的關鍵一環,可以通過大部分毛細血管而到達遠處損傷部位,並且可以與現有已知活性藥物進行組合,增強療效,促進癒合。

間充質幹細胞外泌體的研究應用,為皮膚創傷患者提供更安全、有效的方法。2018年4月,FDA批准了Aegle公司的首個細胞外囊泡新藥(IND)申請,以開始用於燒傷患者的臨床試驗。該公司通過分離純化MSCs分泌的細胞外囊泡,用以治療嚴重的皮膚病,包括燒傷和大皰性表皮鬆解症。

2、多項疾病的臨床干預

研究表明,間充質幹細胞在多項疾病的臨床干預中有著巨大的潛能,其對於自身免疫性疾病、中樞神經損傷以及心血管疾病等多項疾病均能取得良好的臨床干預效果。而間充質幹細胞外泌體具有間充質幹細胞的性質,低免疫原性治療因子、強大的組織修復和免疫調節作用。

此外,間充質幹細胞外泌體本質上被認為是逃避免疫系統,即身體(如血腦屏障)允許外泌體穿過。間充質幹細胞外泌體中的miRNA,可以調控基因表達,其比例比細胞更高,例如miR-155、let-7f、miR-199a、miR-221、miR-125b-5p和miR-22等等,參與多種生理和病理過程,起到對多項臨床疾病的干預作用。

3、器官再生

2019年4月,《frontiersin》期刊上發布了匈牙利佩奇大學研究人員的一項新研究:使用外泌體細胞分泌物來再生體內最重要的器官之一胸腺。研究人員通過激活轉錄因子FOXN1,它是胸腺器官發生和身份的主要調節因子,確保新細胞成為T細胞產生組織而不是脂肪。FOXN1直接被糖脂蛋白Wnt4靶向以激活它,這使得Wnt4對於發育過程中胸腺生長和在成年期維持器官至關重要。

該項研究表明,從轉基因胸腺上皮細胞中收集的外泌體能夠抵抗暴露於其中的其他胸腺上皮細胞的基因表達變化,從而保持胸腺細胞的特性並防止這些細胞轉變為間充質或脂肪細胞,從而導致胸腺退化和T細胞生成的損失。

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