皮膚經(jīng)常因急性和慢性傷口(例如大面積燒傷、外傷或糖尿病潰瘍)而受損。這些風(fēng)險(xiǎn)不僅會(huì)破壞皮膚的屏障功能,還會(huì)改變對(duì)溫度、疼痛和觸覺(jué)的感知。此類皮膚傷口的患者會(huì)經(jīng)歷身心健康問(wèn)題,這些傷口也帶來(lái)巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此,迫切需要找到一種有效的方法來(lái)加速皮膚再生并恢復(fù)受損皮膚的功能。 皮膚作為我們身體對(duì)外部環(huán)境的屏障,在防御周圍挑戰(zhàn)方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,如陽(yáng)光中的紫外線和病原體。此外,皮膚對(duì)我們的精神健康至關(guān)重要,因?yàn)樗哂懈泄僦X(jué)和美學(xué)維護(hù)功能。 然而,我們的皮膚非常容易受到創(chuàng)傷或燒傷,并且在某些病理?xiàng)l件下,例如糖尿病,容易形成慢性傷口或潰瘍。 目前,促進(jìn)傷口愈合的標(biāo)準(zhǔn)治療策略是應(yīng)用生物制劑,包括生長(zhǎng)因子和細(xì)胞因子。然而,由于傷口愈合是一個(gè)動(dòng)態(tài)和復(fù)雜的過(guò)程,涉及各種細(xì)胞類型以及細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)之間的相互作用,生物制劑的治療效果有限且不令人滿意。因此,需要探索用于急性和慢性皮膚創(chuàng)傷的新的治療方式。 近年來(lái),隨著基于間充質(zhì)干細(xì)胞的治療研究的進(jìn)展,間充質(zhì)干細(xì)胞衍生的細(xì)胞外小泡(EVs ),特別是外泌體,在皮膚創(chuàng)傷愈合和皮膚再生中顯示出有希望的結(jié)果。外泌體的應(yīng)用已成為一種新的無(wú)細(xì)胞治療模式,并因其在臨床實(shí)踐中的便利性而被寄予厚望。 外泌體促進(jìn)在皮膚創(chuàng)傷愈合和再生 皮膚傷口愈合是一個(gè)動(dòng)態(tài)的生理過(guò)程,當(dāng)皮膚的正常解剖結(jié)構(gòu)或完整性被破壞時(shí),該過(guò)程開(kāi)始。它是皮膚本身的一種內(nèi)在保護(hù)機(jī)制,可以改善損傷、抑制感染、恢復(fù)解剖結(jié)構(gòu)和功能。典型的皮膚傷口愈合過(guò)程可以概括為一系列重疊的階段:止血階段、炎癥階段、增殖階段和重塑階段。 在這些階段,一系列精心安排的生物事件相繼發(fā)生:受損的皮膚組織被激活,以募集參與下列事件的各種細(xì)胞類型;免疫細(xì)胞被化學(xué)吸引以清除病原體和受損組織;成纖維細(xì)胞增殖并產(chǎn)生ECM以支持上皮再形成;新產(chǎn)生的ECM被重塑以穩(wěn)定傷口部位。在多種傷口愈合模型中已經(jīng)證明,從各種細(xì)胞類型獲得的外泌體對(duì)傷口愈合的整個(gè)過(guò)程,特別是在炎癥、增殖和重塑階段發(fā)揮有益作用(下圖)。 圖:間充質(zhì)干細(xì)胞來(lái)源的外來(lái)體對(duì)皮膚創(chuàng)傷愈合治療作用的機(jī)制。間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)衍生的外來(lái)體含有多種蛋白質(zhì)和核酸,具有促進(jìn)皮膚傷口愈合的巨大潛力。具體來(lái)說(shuō),MSC來(lái)源的外來(lái)體通過(guò)多種機(jī)制發(fā)揮治療作用。它們可以抑制炎癥通過(guò)調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極化。此外,在增殖階段,MSC-外來(lái)體促進(jìn)血管生成,以及成纖維細(xì)胞的增殖和遷移。此外,MSC-exosomes可以改善細(xì)胞外基質(zhì)重塑。因此,間充質(zhì)干細(xì)胞衍生的外來(lái)體為皮膚創(chuàng)傷的治療提供了一個(gè)新的范例。ECM:細(xì)胞外基質(zhì);間充質(zhì)干細(xì)胞。 外泌體用于皮膚抗衰老 MSC衍生的外來(lái)體在皮膚再生中的另一個(gè)應(yīng)用是皮膚抗衰老。研究人員在人類皮膚組織上測(cè)試了來(lái)源于hUCMSC的外泌體,他們發(fā)現(xiàn)施用的外泌體在18小時(shí)后被表皮吸收,并在治療3天后導(dǎo)致人皮膚中膠原I和彈性蛋白表達(dá)水平增加。 在另一項(xiàng)研究中,iPSC衍生的外泌體用于治療由UVB (315 nm)照射或傳代誘導(dǎo)的老化人類真皮成纖維細(xì)胞(HDFs ),這通過(guò)增加I型膠原的表達(dá)和減少自然衰老標(biāo)記衰老相關(guān)β-半乳糖苷酶的表達(dá)來(lái)減少HDFs的損傷。 此外,將來(lái)自三維人真皮成纖維細(xì)胞球體(3D HDFSs)的外來(lái)體與來(lái)自HDFs單層培養(yǎng)物(2D HDFs)的外來(lái)體進(jìn)行了比較,通過(guò)上調(diào)TGF-β/TNF-α比率,3D HDFS衍生的外來(lái)體在膠原合成誘導(dǎo)和降低MMP-1表達(dá)方面表現(xiàn)出比2D HDF衍生的外來(lái)體更好的功效。3D HDFS衍生的外來(lái)體在裸鼠光老化模型中表現(xiàn)出皮膚抗老化特性。同樣,在分子水平上,對(duì)包含在外泌體中的小鼠胚胎干細(xì)胞來(lái)源的細(xì)胞外miRNAs進(jìn)行了陣列分析。他們篩選出mmu-miR-291a-3p,證明它可以抑制細(xì)胞衰老通過(guò)TGF-β受體2信號(hào)通路。 總之,證據(jù)證實(shí)了MSC來(lái)源的外來(lái)體對(duì)皮膚再生的積極作用以及MSC來(lái)源的外來(lái)體在美容產(chǎn)品中的潛在應(yīng)用。 參考文獻(xiàn):Kim YJ, Yoo SM, Park HH, Lim HJ, Kim YL, Lee S, Seo KW, Kang KS. Exosomes derived from human umbilical cord blood mesenchymal stem cells stimulates rejuvenation of human skin. Biochem Biophys Res Commun. 2017;493:1102-1108. |
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