干细胞源外泌体——心肌细胞损伤修复的新工具

外泌体是胞内来源的胞外小泡,作为细胞间通讯的关键介质,通过富含的多种蛋白质及miRNA等遗传物质调控细胞凋亡、免疫应答、炎症反应等过程发挥生物学作用。干细胞(SC)疗法在功能性心肌细胞损伤修复中表现了独特的优势。研究发现间充质干细胞(MSC)源外泌体可以提高心肌细胞在缺血/再灌注损伤后的生存能力,这表明MSC在心肌细胞损伤恢复中发挥的有益作用可能与其分泌的外泌体有关。因此,外泌体疗法可能是心肌细胞损伤修复的一个无细胞治疗策略的新方向。本文主要对SC源外泌体在心肌细胞损伤修复治疗中发挥的作用进行综述。

干细胞源外泌体及改良外泌体在治疗急性心肌梗死中的研究进展

干细胞疗法可缩小急性心肌梗死的梗死面积,而干细胞源外泌体可能是干细胞发挥心肌保护作用的主要载体,外泌体内包含脂质、蛋白质、信使RNA、微RNA等,是细胞间传递信息的重要载体,可通过抗凋亡、抗纤维化、抗炎、促进内皮细胞增殖和血管生成在急性心肌梗死中发挥生物学作用。近年来通过各种方法改良干细胞源外泌体,提高了体内移植后外泌体的保留率及其对心脏的靶向性,进而显著提高了外泌体对心肌损伤的修复作用。目前,有关急性心肌梗死治疗的干细胞源外泌体及改良外泌体的研究较广泛,未来有望应用于临床治疗。

人脐带间充质干细胞源外泌体减缓衣霉素诱导的肾小管上皮细胞凋亡的研究

目的研究人脐带间充质干细胞源外泌体(hUC-MSC-Exo)对衣霉素诱导的肾小管上皮细胞(HKC)凋亡的作用。方法利用衣霉素诱导HKC产生内质网应激,CCK-8法检测细胞增殖活性;蛋白免疫印迹法检测内质网应激相关分子抗体葡萄糖调节蛋白78(GRP78)、GRP94和C/EBP同源蛋白(CHOP)的表达,流式细胞术检测细胞凋亡;hUC-MSC-Exo经分离与流式细胞术表面标志物鉴定后,检测不同浓度外泌体(0、40、60、80、100、150、200μg/mL)对细胞活性的影响;resazurin法与流式细胞术分别检测外泌体与衣霉素共处理组的细胞增殖活性及细胞凋亡水平。结果1、2、4μg/mL衣霉素均能抑制HKC的细胞增殖活性并呈浓度依赖性;不同浓度衣霉素均可诱导HKC细胞内质网应激,并明显诱导细胞凋亡。100、150、200μg/mL外泌体能增强细胞增殖活性;与衣霉素2μg/mL组相比,衣霉素2μg/mL+外泌体150μg/mL组细胞增殖活性明显增强;此外,衣霉素2μg/mL组细胞凋亡率为(14.16±1.58)%,衣霉素2μg/mL+外泌体150μg/mL组细胞凋亡率为(8.18±0.58)%,组间比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论间充质干细胞源外泌体能明显减缓衣霉素诱导的HKC细胞凋亡。

间充质干细胞源性外泌体在创伤性脑损伤治疗中的研究进展

间充质干细胞是具有自我更新和分化成多种类型细胞潜能的多能干细胞,其分泌的含有遗传信息的外泌体以旁分泌方式安全、高效地促进组织器官的发育、修复和再生,可避免直接移植干细胞所带来的风险。在创伤性脑损伤的治疗中,间充质干细胞源性外泌体可穿过血-脑脊液屏障,促进神经修复和再生,极大地改善患者预后。本文就间充质干细胞源性外泌体的结构、功能及其在创伤性脑损伤治疗中的研究进展作一综述,为间充质干细胞源性外泌体的临床应用提供依据。

干细胞源外泌体修复神经损伤的研究现状

神经损伤在临床中较为常见,探索有效修复损伤神经的方法已经成为近年来的研究热点。干细胞源外泌体(SC-exosomes)内含多种生物活性物质。干细胞能发挥各种组织修复作用主要依赖于其分泌的外泌体。本文就SC - exosomes的生物学特性及其对神经损伤修复的影响做一综述。

脐带间充质干细胞源外泌体通过自噬对肾小管上皮细胞凋亡的抑制作用研究

目的研究间充质干细胞源外泌体(Exo)对衣霉素(TM)诱导肾小管上皮细胞(HKC)的凋亡作用。方法以不同浓度(0、1、2、4μg/mL)TM诱导HKC产生凋亡。采用CCK-8法检测细胞增殖活性。采用蛋白印迹法及流式细胞术检测细胞凋亡情况;检测自噬蛋白LC3B、Atg5和Beclin1的基因及蛋白表达水平。分离脐带间充质干细胞Exo,并进行流式细胞术表面标志物鉴定,研究不同浓度Exo(0、50、75、100、150、200μg/mL)与TM共处理对细胞活性的影响。通过流式细胞术及细胞免疫荧光检测LC3B的表达情况。分析Exo与TM共处理对细胞凋亡水平的影响。结果1、2、4μg/mL TM均能抑制HKC增殖活性并呈浓度依赖性;不同浓度TM均能诱导HKC凋亡,并激活细胞自噬信号通路。与TM组(1μg/mL TM处理)比较,TM处理中分别加入75、100、150、200μg/mL Exo后细胞增殖活性明显增强;免疫荧光和流式检测发现,TM+Exo组自噬标志性蛋白LC3B表达水平上调。TM组细胞凋亡率为(13.36±1.47)%,TM+Exo组细胞凋亡率为(7.75±0.62)%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论间充质干细胞源Exo能通过上调细胞自噬,减缓TM诱导的HKC凋亡。

脂肪干细胞源性外泌体对瘢痕成纤维细胞生物学活性的影响

目的观察脂肪干细胞源性外泌体(ADSC-Exos)对瘢痕成纤维细胞生物学活性的调控作用。方法将瘢痕成纤维细胞分为对照组、ADSC-Exos组。采用CCK-8法检测不同组别中瘢痕成纤维细胞的增殖情况;采用蛋白免疫印迹法检测纤维化指标的表达量;采用实时荧光定量-PCR检测纤维化相关基因mRNA的表达水平。结果与对照组相比,在ADSC-Exos作用下,瘢痕成纤维细胞的增殖能力减弱,纤维化相关指标水平降低(P均<0.05)。瘢痕成纤维细胞在ADSC-Exos的作用下,Ⅰ、Ⅲ胶原及α-平滑肌肌动蛋白的mRNA表达下调(P均<0.05)。结论ADSCExos能抑制瘢痕成纤维细胞的生物学活性。

尿源性干细胞外泌体对移动性牙根吸收修复的影响及其作用机制

目的探讨尿源性干细胞外泌体对移动性牙根吸收修复的影响以及作用机制。方法取10只SD大鼠,建立移动性牙根吸收模型后,随机分为对照组和实验组各5只。实验组大鼠于左侧上颌第一磨牙近中根颊侧黏膜转折处,注射200μL含100μg(蛋白含量)尿源性干细胞外泌体的磷酸缓冲盐溶液,对照组大鼠则在相同位置注射200μL磷酸缓冲盐溶液。两组均每隔3 d注射1次,共注射5次。注射前及注射5次后,采用micro-CT活体成像仪测量大鼠牙根表面吸收陷窝体积和骨小梁相关结构参数[包括骨小梁数目(Tb.N)、骨小梁分离度(Tb.Sp)、骨体积/组织体积(BV/TV)比值、骨小梁厚度(Tb.Th)]。处死大鼠后,取上颌左侧第一磨牙及其周围牙槽骨组织,利用蛋白免疫印迹法测定骨形态发生蛋白2(BMP-2)、骨唾液酸蛋白(BSP)、骨保护素、核因子κB受体活化因子配体(RANKL)蛋白表达水平。结果注射尿源性干细胞外泌体后,实验组大鼠牙根表面吸收陷窝体积小于注射前水平及对照组,BV/TV比值、Tb.Th高于注射前水平及对照组(均P<0.05)。实验组的BMP-2、BSP表达水平均高于对照组(P<0.05),两组的骨保护素、RANKL表达水平差异均无统计学意义(均P>0.05)。结论尿源性干细胞外泌体可促进移动性牙根吸收的修复,有效改善牙槽骨密度,并可上调BMP-2、BSP表达水平上调,从而诱导牙周细胞的增殖分化。

间充质干细胞源性外泌体治疗继发性淋巴水肿

背景:多种细胞通过旁分泌形式可分泌微囊泡,其中体积最小的被称为外泌体。起初外泌体被认做细胞的“代谢废物”,后发现其通过转运独立的蛋白质、脂质、mi RNA或以配体形式参与调控许多重要的信号通路。间充质干细胞源性外泌体作为极具研究潜力的非细胞疗法之一,广泛应用于多种疾病,对继发性淋巴水肿具有重要治疗作用。目的:综述间充质干细胞源性外泌体对继发性淋巴水肿的作用及其研究进展,展望未来研究仍需蓄力的方向。方法:通过关键词及“滚雪球”式在PubMed、Google Scholar、Embase、Scopus、Wiley数据库和中国知网、万方数据库检索间充质干细胞源性外泌体对继发性淋巴水肿的相关文献,检索时间为2005-2022年,最终共纳入58篇文献进行综述分析。结果与结论:(1)间充质干细胞源性外泌体因低免疫原性的优势广泛应用于组织再生和内脏纤维化等多种研究领域,其来源丰富,脂肪、骨髓、脐血源性外泌体应用最为成熟。(2)间充质干细胞源性外泌体对于继发性淋巴水肿的缓解作用已经被证实,通过在动物水肿局部皮下注射间充质干细胞源性外泌体,淋巴管内皮细胞显著增生分化形成新生旁系淋巴管,有效减少水肿体积。(3)外泌体调控慢性炎症反应中巨噬细胞、转化生长因子β及其他炎性细胞或因子的数量,改善间质微环境,影响后续纤维化、脂肪沉积进程,但具体调控机制有待探讨。(4)目前间充质干细胞源性外泌体对继发性淋巴水肿的康复作用研究仅限于动物实验,并未涉及临床,且在研究过程中外泌体最佳浓度、最佳干预时间及干预频率等方面均无清晰界定,未来需要更多机制研究并补充临床相关试验。

间充质干细胞源性外泌体治疗神经退行性疾病:应用中的问题及未来前景

背景:外泌体是人体内多种细胞均可分泌的纳米微囊泡,主要通过转运蛋白质、脂质、微小RNA等信号分子参与多种信号通路,进行细胞间信息传递、免疫应答、抗原呈递等,故其在临床相关疾病的诊断和治疗方面具有重要的价值。目前认为间充质干细胞是分泌外泌体能力最强的细胞且与神经退行性疾病的发生发展密切相关。目的:综述了间充质干细胞源性外泌体的起源及生物学特性、提取与鉴定方法及其在神经退行性疾病治疗中的应用进展。方法:在PubMed和中国知网数据库进行相关文献检索,关键词为"间充质干细胞,外泌体,间充质干细胞源性外泌体,神经退行性疾病"和"mesenchymal stem cells;exosomes;MSC-exosomes;Neurodegenerative diseases"。结果与结论:纳入61篇文献进行综述。间充质干细胞源性外泌体具有低免疫原性和长循环半衰期以及可携带小分子物质穿过血脑屏障等特点,能促进神经细胞生长和神经元分化等,有助于改善受损的神经系统功能和增强血管神经发生,成为治疗神经退行性疾病的新兴治疗手段。

间充质干细胞源性外泌体的检测方法

背景:间充质干细胞源性外泌体因其众多优点被应用于多种疾病的诊断与治疗,因此精确有效以及低成本检测出间充质干细胞源性外泌体对将来疾病的诊断和治疗至关重要。目的:对间充质干细胞源性外泌体检测方法以及最新进展做一介绍。方法:检索万方、百度学术、维普、CNKI、PubMed、Web of Science、Sinomed、Embase、Cochrane、Web of Knowledge等数据库1997年6月至2019年6月期间关于间充质干细胞源性外泌体检测方法的文献,检索词分别为"间充质干细胞""外泌体""检测方法"和"mesenchymal stem cells""exosomes""detection methods"。排除重复与相关性弱的文献,将检索到的文献进行整理,共纳入60篇文献来进行分析。结果与结论:①总结了间充质干细胞的定义、生物学特性及其旁分泌作用;②总结了间充质干细胞源性外泌体的定义、生物学特性及其在临床治疗中较好的应用前景,例如调节机体免疫功能、促进受损组织再生等;③总结了目前对间充质干细胞源性外泌体常用的检测方法以及最新研究进展;④上述研究为临床应用间充质干细胞源性外泌体治疗疾病及在组织损伤修复中发挥作用提供实验基础。

尿源性干细胞外泌体促进前交叉韧带重建术后骨腱界面愈合的效应及机制研究

目的:探讨尿源性干细胞外泌体促进前交叉韧带重建术后骨腱界面愈合的效应及机制。方法:选取3个月月龄健康新西兰大白兔50只,分为对照组15只,USCs-Exos 107组15只,USCs-Exos 108组20只,加入细胞悬液培养并收集细胞,检测细胞增殖和细胞成软骨标志基因(Sox9、Col2a1)表达情况。了解其促进前交叉韧带重建术后骨腱界面愈合的效应及机制。结果:细胞培养第4、5、6天,同时间点USCs-Exos 107组和USCs-Exos 108组人脐静脉内皮细胞(HUVECs)的A450值均高于对照组,差异有统计学意义(P=0.000);USCs-Exos108组HUVECs的A450值均高于USCs-Exos 107组,差异有统计学意义(P<0.05)。USCs-Exos 107组和USCs-Exos 108组完成迁移的细胞数均多于对照组,差异有统计学意义(P=0.002);USCs-Exos 108组完成迁移的细胞数均多于USCs-Exos 107组,差异有统计学意义(P=0.000)。结论:尿源性干细胞外泌体可促进前交叉韧带重建术后骨腱界面愈合,其与促进骨不连周围血管再生密切相关。

间充质干细胞源性外泌体在糖尿病肾病中的自噬调节和治疗潜力

糖尿病肾病(DN)是糖尿病的并发症之一,伴有严重的微血管病变,也是终末期慢性肾脏病的最常见诱导因素。传统的DN治疗方式不能从根本上治愈糖尿病及其并发症,新的治疗方法亟待探索。当前,使用间充质干细胞源性外泌体(MSCs-exo)的诊疗策略已成为DN早期诊断及临床治疗的研究热点。多项研究证实,MSCs-exo在DN治疗中具有较高的有效性和安全性,MSCs-exo通过将自身携带的内容物转移到组织受损部位,在DN模型中发挥肾脏保护作用。该文重点介绍MSCs-exo通过调控细胞自噬在DN发生、发展中的研究进展和治疗潜力,以期为DN的治疗提供新的思路和方法。

外泌体对缺血性卒中的作用机制及研究进展

缺血性卒中是由于脑部相关区域血供中断,导致神经元缺血缺氧死亡和永久性神经功能损伤的一类脑血管疾病。外泌体是一种特殊的细胞外囊泡,其外膜为脂质双层结构,内含脂质、蛋白质及DNA、RNA等物质,能够作为运输载体穿过血脑屏障,完成细胞间信息交流和遗传物质的转载,这一过程对缺血性卒中后神经功能的恢复至关重要。其中微小核糖核酸(microRNA,miRNA/miR)作为缺血性卒中的标志物和治疗靶点,在缺血性卒中的诊断、治疗和预后中发挥重要作用。本文主要介绍了外泌体对缺血性卒中的作用机制、防治价值以及干细胞源性外泌体的治疗作用。

脂肪干细胞源性外泌体的应用进展

外泌体是由细胞分泌的一种纳米级囊泡,其可以将功能性蛋白质、代谢物和核酸等物质转移至受体细胞,进而发挥细胞间的通讯作用。研究表明,脂肪干细胞向胞外分泌的小囊泡——脂肪干细胞源性外泌体(ADSCs-Exos)可以运输多种细胞成分并与靶细胞融合,介导局部和系统性的细胞间通讯,从而调节受体细胞生物学行为。此外,ADSCs-Exos还在许多疾病中显示出较大的治疗潜力。本文主要综述了ADSCs-Exos在伤口愈合、肥胖、糖尿病、COVID-19、肿瘤、神经退行性疾病及心血管疾病中的应用进展。

间充质干细胞外泌体lncRNA ZEB1-AS1通过靶向miR-142-5p/PTEN调控糖尿病性肾病

目的探讨脂肪源间充质干细胞(adMSC)的外泌体长链非编码RNA锌指E盒结合同源框1反义链1(Zinc finger E-box binding homeobox 1 antisense 1,ZEB1-AS1)在糖尿病肾病(DN)中的作用机制。方法采用大鼠DN模型和高糖(HG)诱导的肾小球系膜细胞(GMCs)模型进行生化分析和炎症/氧化应激检测;双荧光素酶基因报告实验验证ZEB1-AS1、第10号染色体同源丢失性磷酸酶-张力蛋白基因(PTEN)与microRNA(miR)-142-5p的结合关系;Western blotting检测PTEN蛋白表达水平。结果adMSC分泌的外泌体ZEB1-AS1可降低DN大鼠血糖、血清肌酐、24 h尿蛋白、肾脏重量、肾组织纤维化以及炎症细胞浸润水平。同时,在DN大鼠和HG诱导的GMCs中,肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)和白细胞介素-1β(IL-1β)的表达下降,而谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽(GSH)的表达上升。此外,miR-142-5p能与ZEB1-AS1、PTEN结合;miR-142-5p过表达或PTEN沉默逆转了外泌体ZEB1-AS1对炎症细胞因子水平的抑制作用和对抗氧化酶浓度的促进作用。结论来自adMSC的外泌体ZEB1-AS1通过miR-142-5p/PTEN通路,控制炎症和氧化应激来抑制DN的进展。这表明ZEB1-AS1可能是治疗DN潜在、有效的靶点。

干细胞源性外泌体在阿尔茨海默病认知障碍治疗中的应用现状与未来展望

阿尔茨海默病(AD)是一种常见且高度致残的不可逆性中枢神经系统退行性疾病,其临床表现包括进行性认知功能障碍、记忆丧失及行为障碍等。AD的认知障碍主要与β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积、Tau蛋白过度磷酸化和神经炎症密切相关,严重影响患者的生活质量。目前,AD的确切病因尚不明确,且缺乏有效的治疗手段。近年来,干细胞源性外泌体因其独特的生物学特性和在细胞间通讯中的重要角色,受到广泛关注。它们能够携带多种生物活性分子,如蛋白质、脂质和RNA,并在中枢神经退行性疾病中发挥重要作用。因此,本文围绕外泌体的生物发生、生物特性、干细胞源性外泌体的优势及其在AD认知障碍治疗中的应用现状及未来展望进行综述,旨在为AD的治疗提供新的思路。