外泌体抗衰 | MSC外泌体调节ECM合成和减少黑色素生成
近期 马来西亚国立大学组织工程与再生医学系团队在 International Journal of Nanomedicine 期刊上 发表“ Umbilical Cord Mesenchymal Stromal Cell-Derived Small Extracellular Vesicles Modulate Skin Matrix Synthesis and Pigmentation.” (脐带间充质基质细胞外泌体调节皮肤基质合成和色素沉着)的文章,该研究强调了UC-MSC外泌体在刺激人真皮成纤维细胞增殖、调节细胞外基质合成和减少黑色素生成面的潜力。证明了UC-MSC外泌体在医学美容中的应用前景,可以用于减少疤痕、皮肤再生和皮肤增白。
研究结论:高浓度的UC-MSC外泌体对人真皮成纤维细胞的增殖有积极的影响。I型和III型胶原的表达不受UC-MSC外泌体的影响。纤维连接蛋白、基质金属肽酶(MMP) 1和MMP 3的基因表达呈外泌体剂量依赖性增加。UC-MSC外泌体不改变MNT-1细胞的增殖,黑色素呈现外泌体剂量依赖性减少,而不影响酪氨酸酶活性。然而,当局部应用UC-MSC外泌体时,其不能穿透皮肤屏障,甚至在18小时后仍停留在角质层内。
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引言
在医美大健康领域,目前优先考虑的项目是在伤口愈合、抗衰老、抑制色素沉着和防脱等领域。
细胞外小囊泡(外泌体)因其多样的生物学功能和潜在的应用而成为有前途的治疗方案。外泌体跨细胞运输蛋白质、脂质和核酸等功能性货物,使其成为新兴的组织修复功能物种。
因其生物相容性、纳米级和穿过屏障 (如皮肤和血脑屏障) 的能力而受到重视。
研究表明多种来源的外泌体都具有治疗皮肤疾病的潜力,包括伤口愈合和再生。MSC外泌体在皮肤病学中具有多种功效,如减少疤痕、皮肤再生和美白等,总之外泌体在医学美学领域大有可为。
脐带间充质基质细胞(UC-MSCs)衍生的外泌体,与其他MSC来源相比,它具有明显的优势:脐带储存了丰富的基质细胞和基质组织,提供了一种非侵入性和无伦理争议的MSC来源。
此外,UC-MSCs表现出独特的免疫调节特性,比成人组织来源的MSC具有更高的增殖能力,使其对再生医学极具吸引力。先前的研究结果表明,各种MSCs来源的外泌体通过减少ECM成分的过度沉积来减轻纤维化,从而有效减少瘢痕形成。
从人类脂肪组织MSCs和羊膜间充质细胞外泌体,通过抑制黑素生成和促进黑素体降解,来减少细胞内黑色素水平和调节皮肤色素沉着。脐带间充质基质细胞(UC-MSC)外泌体在调节瘢痕形成和皮肤色素沉着方面也具有独特的治疗潜力。
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研究结果
外泌体来源:人脐带MSC外泌体
外泌体分离方法:100kDa超滤浓缩+100kDa TFF超滤纯化
外泌体质量控制:外泌体NTA和WB鉴定,MSC三系分化和标志物鉴定
给药方式:NA
给药剂量:0、10、25和50 μg/mL
治疗对象:NA
疾病类型:NA
关键治疗分子:NA
治疗机制:NA
本研究试图使用体外模型评估UC-MSC外泌体在调节细胞外基质(ECM)合成和皮肤色素沉着方面的有效性。
UC-MSC外泌体减少瘢痕形成I型和III型胶原的表达不受UC-MSC外泌体的影响。纤维连接蛋白、基质金属肽酶(MMP) 1和MMP 3的基因表达呈剂量依赖性增加。(A) 不同浓度的外泌体处理HDF(人真皮成纤维细胞)中ECM基因的表达水平。与对照组(0 μg/mL)相比,处理组的基因表达水平。(B) 用不同浓度外泌体处理的HDF中I型胶原和α-SMA蛋白表达水平。(C) 不同浓度外泌体处理HDF的免疫荧光图像。备注:在伤口愈合过程中,成纤维细胞会转化为有肌肉样特征的细胞,这些细胞表达α-SMA。在纤维化过程中,α-SMA的表达增强,导致成纤维细胞的活化和胶原蛋白的过度沉积,从而形成瘢痕组织。
UC-MSC外泌体减少色素沉着UC-MSC外泌体不改变MNT-1细胞的增殖,黑色素呈现剂量依赖性减少,而不影响酪氨酸酶活性。(A) MNT-1(人黑色素瘤细胞)对外泌体的摄取。(B) 外泌体对MNT-1细胞增殖率的影响。(C) 外泌体对MNT-1的黑色素合成影响。(D) 外泌体对MNT-1的酪氨酸酶活性影响。( E) MNT-1中黑色素合成相关基因的表达水平。相比于对照组(0 μg/mL),外泌体处理组的基因表达水平。
UC-MSC外泌体难以穿透角质层
UC-MSC外泌体的渗透仅限于角质层。为了评价UC-MSC外泌体的皮肤渗透性,将PKH26标记的外泌体局部应用于完整的人皮肤表面。经18小时后,主要在皮肤外层 (角质层) 观察到荧光,在更深的有核层 (颗粒层) 没有检测到荧光。
03
总结
这项研究论文,在体外用HDF(人真皮成纤维细胞)评估了脐带间充质基质细胞外泌体(UC-MSC外泌体)的减少瘢痕形成,检测在伤口愈合和瘢痕形成相关蛋白的表达,用于解释UC-MSC外泌体减少瘢痕形成的微观分子变化。
在体外用MNT-1(人黑色素瘤细胞)评估了UC-MSC外泌体减少色素沉着效果,确定了外泌体不少通过抑制酪氨酸酶活性来减少黑色素含量。既然不是通过降低合成途径,那么外泌体很可能是在黑色素的降解途径发挥作用。这样就可以与其他美白类的成分(酪氨酸酶抑制剂)一起联用,达到1+1>2的美白效果。
人体皮肤上验证,UC-MSC外泌体局部涂抹使用难以穿过角质层,与之前外泌体可以透皮吸收的研究文章相矛盾。这给外泌体的局部涂抹使用带来了困扰,还需要更多的研究来进行论证。
不过外泌体外用涂抹的功效性研究论文也有很多,从这一点看来,或多或少还是能够穿透皮肤屏障的。本研究使用的是PKH非特异亲脂性染料来进行实验,可能会非特异与角质层组分结合,从而影响实验结果。(个人观点,仅供参考)


