干细胞外泌体简介

 

外泌体是由活细胞分泌的微小囊泡，其直径约为30-150nm，具有典型的脂质双分子层结构，携带和传递着十分复杂且重要的信号分子（如mRNA、miRNA、蛋白质、脂质、代谢物等），外泌体在机体的生理过程中发挥重要调控作用。

 

与干细胞不同的是：干细胞外泌体对受损的微环境不响应，但它可以通过改变细胞外基质，改变受体细胞的转录组和蛋白质组，来调节细胞凋亡、生长、增殖和分化途径。

 

干细胞外泌体对神经性疾病的作用机制

 

1. 神经保护作用

干细胞外泌体携带多种生物活性分子，如脑源性神经营养因子（BDNF）、神经生长因子（NGF）等，这些分子可以直接作用于受损的神经细胞，保护神经元免遭进一步的损伤，减轻缺血后的细胞死亡。

2. 促进神经再生

干细胞外泌体中的生长因子和其他活性物质能够促进神经细胞的生长和分化，刺激受损神经组织的再生，有助于恢复脑功能。这包括促进新的神经连接的形成和增强已有神经连接的功能。

3. 抗炎作用

脑梗死后会引起局部炎症反应，这会加剧神经细胞的损伤。干细胞外泌体能够通过传递抗炎分子减少炎症细胞的浸润和炎症介质的释放，从而抑制炎症反应，减轻脑组织的进一步损伤。

 

4. 改善微循环

通过促进血管新生和重塑，干细胞外泌体能够改善受损脑区的血液供应，为受损脑组织提供足够的氧气和营养物质，支持受损神经组织的修复和功能恢复。

 

脑神经性疾病现状

 

我国40岁及以上4人群脑卒中现患人数达1242万，且发病人群呈年轻化。其中，脑梗死是威胁国人健康的第一位疾病。据《柳叶刀》数据，我国每12秒钟就有1人发生脑梗死，每21秒钟就有1人死于脑梗死

 

干细胞外泌体治疗脑神经性疾病的应用

 

 

脑梗死

脑梗死，通常被称为脑卒中，是一种因脑部血管阻塞或破裂而导致脑组织缺血缺氧的疾病，严重时可导致死亡或残疾。传统治疗方法虽然多样，但往往存在诸多局限性，难以完全解决受损脑细胞的修复问题。近年来，科学研究发现，干细胞外泌体在脑梗死的治疗中具有显著的效果。

干细胞外泌体不仅展现出对受损神经细胞的保护作用，还通过促进神经再生、抗炎以及改善微循环等多重途径，显著改善了脑梗死模型动物的神经功能恢复。

神经退行性疾病

神经退行性疾病是一类以神经元损伤和死亡为主要特征的疾病，如阿尔茨海默病（AD）、帕金森病（PD）和亨廷顿病（HD）等。这些疾病严重影响患者的生活质量和生存期，给家庭和社会带来了沉重的负担。

近年来，干细胞外泌体治疗在神经退行性疾病领域的研究也取得了重要进展。研究发现，神经退行性疾病患者的脑脊液和血浆中外泌体中富含与神经退行性疾病相关的生物活性物质，如Aβ蛋白、α-突触核蛋白和Tau蛋白等。

这些生物活性物质可以通过调节神经元的生长、分化和凋亡等过程，参与神经退行性疾病的发生和发展。因此，利用外泌体作为神经退行性疾病的治疗手段具有重要的理论和实践意义。目前，外泌体治疗已经在AD、PD和HD等神经退行性疾病的治疗中取得了初步的临床疗效。

 

干细胞外泌体鼻喷治疗脑神经性疾病优势

 

• 鼻喷作为外泌体纳米药物的一种新型给药方式，无创且操作简便，甚至可在家中自行操作，大大减轻了医疗护理压力，节约了医疗资源，为脑梗死及脑神经性疾病治疗带来了新的可能。

• 另外，喷雾给药避免了口服给药的首过效应（药物在尚未被吸收进入血循环时就被肠黏膜和肝脏所代谢，达不到预想的治疗效果）。

• 鼻喷的外泌体可以通过鼻腔黏膜穿越血脑屏障通过嗅觉传导路径到达脑部，从而将活性分子直接输送到目标部位，鼻喷量仅为口服药物剂量的十分之一，注射药物剂量的三十分之一，副作用更少。

  而基于外泌体的药物递送系统经纳米鼻喷器喷头转化为分散的雾或气溶胶颗粒，在给药过程中既能保持封装药物的结构完整性和生物活性，又能使其有效地抵达。

 

国际最新研究进展——重大突破

 

全球首款外泌体治疗脑梗死获FDA批准开展临床

2024年1月，美国食品和药物管理局（FDA）已正式批准外泌体药物研发公司Aruna Bio的旗舰项目——AB126的新药临床研究申请。AB126作为一种未经修饰的神经源性外泌体，其独特的天然能力在于能够穿透血脑屏障，并展现出显著的抗炎与神经保护作用。此药物主要针对急性缺血性卒中的治疗，相关临床试验计划将于2024年上半年正式启动。

日本学者发现：鼻内外泌体给药可极大减轻缺氧缺血性脑损伤

《pharmaceutics》杂志刊载了一篇报道，日本北海道大学医学研究生院神经外科的研究者，针对外泌体鼻腔给药的作用机制开展了一项临床前研究。
这项的研究表明，通过鼻腔外泌体给药，微小的外泌体信使能在很短的时间内进入大脑，并成功地减少了微胶质细胞炎症和神经损伤，从而恢复了认知功能。

 

短期和长期记忆障碍测试。接受鼻内外泌体的动物在准确性（正确臂进入/所有臂进入）、行程距离、参考错误（错误臂进入）和工作错误（进入先前收集颗粒的臂）方面表现出更好的记忆功能。黑色：外泌体组，灰色：PBS组，*: p < 0.05

著名学术期刊eLife揭示：神经干细胞联合外泌体治疗脑卒中的关键机制

该研究通过多种检测手段，发现NSC与NSC分泌的外泌体联合治疗可显著改善MCAO/R小鼠脑梗死情况，增加小鼠脑重，并且相比于NSC单独治疗组和外泌体单独治疗组，NSC与外泌体联合治疗可明显促进MCAO/R小鼠运动功能的恢复。同时，联合治疗可显著减轻MCAO/R小鼠脑中神经元的凋亡，与NSC单独治疗组以及外泌体单独治疗组相比，联合治疗能够显著抑制星形胶质细胞过度增生，从而减少胶质瘢痕的形成，更有效地促进神经重塑。

国际首个外泌体鼻喷临床试验治疗阿尔茨海默病

为了明确ahaMSC-Exos的临床应用价值，上海交大医学院附属瑞金医院王刚教授团队开展了国际首个单中心、开放标签外泌体喷鼻治疗AD临床试验（Clinical Trial NCT04388982），验证其在AD患者中通过鼻内给药的安全性和有效性。

干细胞外泌体鼻喷剂是一种新型的生物制品，其安全性和管理要求需要得到充分的重视。为了确保干细胞外泌体鼻喷剂的安全性和有效性，必须符合相关的管理要求。其中，GMP级别的外泌体是保证安全性的重要前提。只有达到GMP级别的外泌体，才能够进行大规模的生产和使用。

 

总结

 

干细胞外泌体鼻喷剂是一种新型的生物制品，其安全性和管理要求需要得到充分的重视。为了确保外泌体喷雾剂的安全性和有效性，必须符合相关的管理要求。其中，GMP级别的外泌体是保证安全性的重要前提。只有达到GMP级别的外泌体，才能够进行大规模的生产和使用。

在生产过程中，每批次的干细胞外泌体都需要经过多项检验，以确保其质量和安全性。其中，无内毒素是多项检验中的一项重要指标。无内毒素检验可以确保外泌体中不含有内毒素等有害物质，从而保证使用过程中的安全性。