外泌体抗衰 | 间质细胞外泌体的皮肤抗衰机制

皮肤是人体最大的器官，作为抵御环境因素的主要屏障，尤其是对紫外线的屏障作用。

紫外线根据波长分为

UVA（320–400 nm）

UVB（280–320 nm）

UVC（100–280 nm）

其中UVB对皮肤造成的损害最严重：短期暴露会导致晒黑和炎症反应，包括发红和水泡；长期暴露会导致光老化，包括皱纹增加，弹性和屏障功能降低，癌变风险增加（如角质形成细胞癌、基底细胞癌、皮肤鳞状细胞癌和黑色素瘤）。

目前，有几种传统的光老化治疗方法，包括使用视黄醇、抗氧化产品等。然而这些策略并不总是有效，或可能引起过敏或刺激等副作用。

因此，需要一种有效且副作用较少的治疗方案，正好看到下面的文章，分享给大家。

2024年北京协和医学院赵春华团队在《Signal Transduction and Targeted Therapy》上发表了“Human adipose and umbilical cord mesenchymal stem cellderived extracellular vesicles mitigate photoaging via TIMP1/ Notch1”文章，主要内容是 人脂肪和脐带间充质细胞来源的细胞外囊泡通过TIMP1/Notch1来减轻皮肤的光老化。

UVB辐射会诱导氧化应激、DNA损伤和炎症，导致皮肤皱纹、屏障功能受损等光学皮肤老化问题。研究表明间充质细胞细胞外囊泡能将多种有效成分输送至受体细胞而改善多种皮肤问题，本文研究了脂肪源间充质细胞外囊泡（AMSC-EV）和脐带源间充质细胞外囊泡（HUMSC-EV）在光老化中的作用及其潜在机制，数据显示两种间充质细胞外囊泡是通过TIMP1/Notch1通路减轻皮肤光老化。

AMSC-EV和HUMSC-EV高纯度，EV在皮肤中的强烈吸收。a-e：WB、TEM、NTA、ExoView分析对外泌体进行表征。f-g：随着时间的推移，体内成像显示EV在皮肤中的强烈摄取，皮肤活检的组织学分析证实了EV在真皮中的分散存在。

AMSC、HUMSC-EV 可减轻体外角质细胞的光老化程度。a. UVB辐射不影响HaCaTs对AMSC-EV和HUMSC-EV的摄取。b-g；m-n. UVB处理后的HaCaTs细胞中ROS水平升高、SA-β-gal阳性细胞积累、衰老标志物P16和LMNB1、γ-H2Ax水平增加、炎症因子增加，用干细胞EV治疗后即可恢复。h-l．显示UVB辐射后细胞增殖、迁移受到抑制，而用间充质细胞EV治疗后可促进增殖和迁移。

备注：HaCaTs是一种永生化的人类角质细胞系，可以用于模拟正常表皮细胞（表皮细胞是表皮中的主要细胞成分，表皮是直接受UVB影响的）。

AMSC、HUMSC-EV可减轻体外成纤维细胞的光老化程度。a. UVB辐射不影响HDFs对AMSC-EV和HUMSC-EV的摄取。b-g；m-n. UVB处理后的HDFs细胞中ROS水平升高、SA-β-gal阳性细胞积累、衰老标志物P16和LMNB1、γ-H2Ax水平增加、炎症因子增加，用干细胞EV治疗后即可恢复。h-l．显示UVB辐射导致TIMP1和COL3水平降低，同时MMP1和MMP3水平增加，表明胶原稳态受到破坏，胶原纤维降解加剧；而间充质细胞EV治疗能恢复其平衡。

备注：人真皮成纤维细胞（HDFs）是一种从人皮肤真皮层分离的原代细胞，可以用于模拟真皮层（成纤维细胞是真皮中的重要细胞之一，真皮位于表皮下方，同样受到UVB的影响）。成纤维细胞负责分泌胶原蛋白和基质金属蛋白酶（MMPs），这些物质影响细胞外基质（ECM），最终影响皮肤的外观。

Tissue Inhibitors Of Metalloproteinase 1 (TIMP1) 组织金属蛋白酶抑制因子1，抑制质金属蛋白酶（MMPs）的降解作用，使皮肤饱满。COL3，III型胶原蛋白。

AMSC、HUMSC-EV对裸鼠光老化模型具有治疗效果。a. 光老化模型的建立和EV处理的示意图。b-f. 拍摄小鼠背部皮肤图片，从第2周开始，间充质细胞EV处理的小鼠皮肤皱纹厚度显著减少，UVB辐射后，皮肤中的多余水分蒸发，间充质细胞EV处理小鼠皮肤的水分流失显著减少。g-i. HE染色显示UVB辐射后表皮变厚而真皮变薄，间充质细胞EV治疗显著恢复其厚度。

备注：表皮失水率（TEWL），可以用来表征皮肤屏障功能。

AMSC、HUMSC-EV对裸鼠光老化模型具有治疗效果。a-d. UVB暴露的小鼠皮肤胶原总量减少，间充质细胞EV治疗后胶原总量大幅度恢复。e. UVB辐射后COL1和COL3的蛋白水平显著降低，而MMP1和MMP3的水平显著增加，TIMP1的水平则显著下降。间充质细胞EV治疗后可恢复。f. UVB辐射后炎症因子含量升高，而间充质细胞EV治疗也可有效恢复。

备注：Massion’s和Picrosirius red染色是常用于半定量胶原纤维的两种染色方法，用于可视化真皮胶原水平的变化。

结论

暴露在UVB下会诱导皮肤外观、功能和组织学的变化，并伴有体内炎症反应，MSC-EV可有效改善并恢复皮肤外观和功能，其中HUMSC-EV的治疗效果可能优于AMSC-EV。

减轻UVB诱导的光老化有助于减轻相关的氧化应激和炎症反应，预防皮肤疾病。脐带间充质细胞外囊泡展示了其强大的ECM重塑能力。

TIMP1在AMSC-EV和HUMSC-EV中高度表达，并发挥与干细胞外囊泡相似作用。TIMP1有助于减轻细胞衰老、DNA损伤、氧化应激和ECM水解，或许是另一种治疗光老化皮肤的方向。