外泌体在皮肤组织修复和再生领域具有非常广阔的前景和可能性。
随着干细胞技术的日益成熟,衍生出新一代外泌体技术的研究。外泌体是细胞培养过程中分泌的营养物质,也是所有细胞因子的营养液。由于细胞生长和免疫反应等功能,它被科学家用于皮肤修复领域。作为皮肤修复的有力工具,外泌体将在组织损伤修复中发挥越来越重要的作用。
01什么是外泌体?外泌体被直径约30-150nm的双层卵磷脂膜包裹。外泌体作为活细胞分泌的一种亚细胞成分,含有细胞特异性的蛋白质、脂质和核酸,可以作为信号分子传递给其他细胞,改变其他细胞的功能,起到调节细胞状态和功能的作用。细胞 。外泌体小文件
2013年10月7日,瑞典卡罗林斯卡医学院宣布,将2013年诺贝尔生理学或医学奖授予2名美国科学家和1名德国科学家,以表彰他们对细胞内囊泡运输调控机制的发现。诺贝尔奖委员会这样描述外泌体的重要性:“如果没有精确的囊泡运输组织,细胞就会陷入混乱”。外泌体是由脂质双层膜包裹的膜囊泡,在称为多泡体的细胞外囊泡中产生,其通过与细胞膜融合将外泌体释放到细胞外。它于 1980 年由 Pan 等人首次发现。研究了绵羊网织红细胞,之后这些小囊泡被命名为“外泌体”。外泌体是各种细胞分泌的小膜泡(直径30~100nm),存在于大部分体液(如血液、尿液、脊髓液等)和细胞培养液中。
外泌体的分泌过程细胞通过内吞作用产生小囊泡→小囊泡融合形成早期内体→早期内体出芽→形成包含多个腔的小囊泡 囊泡的多泡体 → 释放到细胞外空间外泌体含有内体衍生蛋白(如ESCRTs)、细胞内转运相关蛋白(如RabGTPase等)和细胞膜衍生蛋白(如CD63、CD81等)和其他内分泌细胞来源的蛋白质和RNA,还含有分泌的细胞膜来源和内体膜来源的脂质(如胆固醇和鞘磷脂等)。02外泌体对皮肤的影响干细胞分泌包裹着各种细胞因子和信号分子的外泌体,并将其传递给附近的脂肪细胞、成纤维细胞、真皮细胞、表皮细胞等成员。研究发现,外泌体可以参与皮肤组织修复和再生的各种过程。它们可以通过促进皮肤细胞的增殖和迁移,促进血管生成,调节免疫反应来促进伤口愈合和皮肤组织再生。新的实施方式。
03外泌体的优势与干细胞相比,干细胞衍生的外泌体作为无细胞疗法具有以下几个优势:安全性好。外泌体不表达 MHC I 类或 II 类抗原;它们不是自我复制的,降低了医源性肿瘤形成的风险;使用外泌体进行组织修复可以避免免疫排斥、血管阻塞和突变成肿瘤的风险,安全性大大提高。易于储存和运输。分离的外泌体可在-80°C下长期保存并保持生物活性。外泌体的外膜可以保护内容物,避免内容物被外部 RNases 降解。动作快,效率高。外泌体体积小,可直接被细胞摄取,影响靶细胞功能,提高作用效率。没有道德限制。作为细胞分泌的亚细胞结构,外泌体对其应用没有相关的伦理限制。来源广泛。可以从多种细胞、多种体液和血液的培养上清液中提取外泌体。04用于皮肤修复和再生的外泌体皮肤约占人体表面积的70%。它是保护身体、出汗和感知温度变化的最大器官。它还参与身体的免疫反应。常见的皮肤外伤包括伤口、烫伤、烧伤等,其中顽固性皮肤外伤和外伤造成的严重疤痕甚至会导致畸形,给患者带来极大的身心折磨。同时,外界环境刺激也会造成皮肤老化损伤。最近几年,研究人员将外泌体与皮肤病联系起来,发现外泌体不仅参与皮肤生理和病理过程,如调节皮肤微环境中促炎细胞因子的分泌,促进皮肤缺损处的血管生成和胶原蛋白沉积,调节皮肤成纤维细胞增殖等。和区分,在皮肤微环境发生变化时也起到特定的信息传递作用。
外泌体可影响皮肤的多个层,包括表皮(角质形成细胞)、真皮(成纤维细胞、炎症细胞和毛囊)和皮下组织(皮下脂肪)研究表明,间充质干细胞真正到达损伤部位并增殖分化为特定组织类型的细胞,只是修复受损组织的冰山一角。间充质干细胞进行损伤修复的主要机制是旁分泌作用,即通过干细胞分泌外泌体进行损伤修复。间充质干细胞外泌体具有促进血管生成和抑制瘢痕形成的功能。这其中的调控机制是什么?首先,间充质干细胞的外泌体可以显着促进伤口愈合。2015年发表的研究发现,间充质干细胞外泌体富含Wnt蛋白,可激活β-catenin信号通路,同时通过激活Erk1正向调节VEGFA、Cox-2、FGF2等/2信号通路(血管生成基因)表达,进而促进二度烧伤大鼠模型深部创伤后血管再生、胶原合成和皮肤损伤修复。其次,间充质干细胞外泌体可以抑制缺陷皮肤中肌成纤维细胞的过度聚集和瘢痕形成。肌成纤维细胞是在修复皮肤损伤中发挥组织收缩作用的细胞,然而,肌成纤维细胞的持续存在会导致创面过度收缩,导致增生性瘢痕形成。2016年,科学研究发现外泌体富含microRNA(microRNA-23a、microRNA-21等),通过阻断TGF-β/SMAD2信号通路抑制小鼠模型肌成纤维细胞的形成。2016 年,Fang 等人。发现来自间充质干细胞的外泌体抑制疤痕形成
05概括外泌体在皮肤组织修复和再生领域具有非常广阔的前景和可能性。关于外泌体在皮肤组织修复和再生中作用的相关文献可以清楚地证明,某些干细胞和体细胞外泌体在加速皮肤伤口愈合和促进皮肤组织再生方面具有显着效果。