iPS細胞衍生神經(jīng)干細胞外泌體治療皮膚病新療法 | 中山大學(xué)

這項工作揭示了 誘導(dǎo)多能干細胞（iPSC）衍生的神經(jīng)干細胞 (NSC)外泌體在傷口愈合中的新作用，這可能有助于未來開發(fā)新的皮膚病療法。透明質(zhì)復(fù)合水凝膠外泌體的組合可以以較少的給藥頻率實現(xiàn)類似的傷口愈合效果。

2022年12 月5日中山大學(xué)藥學(xué)院(深圳)科研團隊在國際學(xué)術(shù)期刊International Journal of Nanomedicine上發(fā)表了題為Enhancing Cutaneous Wound Healing Based on Human Induced Neural Stem Cell-derived Exosomes的研究報告，該研究揭示了誘導(dǎo)多能干細胞（iPSC）衍生的神經(jīng)干細胞 (NSC)外泌體在傷口愈合等皮膚問題中的新作用，這可能有助于開發(fā)新療法解決皮膚健康問題。

該研究指出，皮膚傷口愈合是一個多層次的復(fù)雜過程，主要包括四個相互重疊的階段：止血、炎癥、增殖和重塑。

受損的皮膚細胞釋放出大量碎屑和活性物質(zhì)，可誘發(fā)炎癥反應(yīng)。過度和持續(xù)的炎癥會阻礙愈合過程，最終導(dǎo)致慢性傷口。鑒于表皮組織再生的天然能力不足以及治愈重傷患者，解決皮膚健康問題，因此需要探索更有效的療法。

事實上，皮膚已被認為是神經(jīng)免疫內(nèi)分泌器官，皮膚功能的神經(jīng)控制已得到明確研究。皮膚主要由三層組成：表皮、真皮和皮下組織。這些神經(jīng)分布于皮下組織，但各層均含有豐富的神經(jīng)末梢。

新出現(xiàn)的證據(jù)表明，皮膚神經(jīng)支配可能在傷口愈合中發(fā)揮重要作用。感覺和自主神經(jīng)纖維分泌的大量神經(jīng)肽在傷口愈合的不同階段發(fā)揮著重要作用。

此外，皮膚會產(chǎn)生針對神經(jīng)纖維的神經(jīng)介質(zhì)和神經(jīng)營養(yǎng)因子，從而調(diào)節(jié)炎癥、宿主防御過程中的免疫反應(yīng)、疼痛和瘙癢。

各種研究報告稱，使用抗氧化劑或免疫抑制劑可以調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)，促進傷口愈合。然而，基于干細胞療法的新興研究為組織再生和創(chuàng)造健康的皮膚環(huán)境提供了良好的應(yīng)用前景。

細胞療法，如間充質(zhì)干細胞 (MSCs)、誘導(dǎo)多能干細胞 (iPSCs) 和成纖維細胞譜系，已在各種研究中應(yīng)用于不同的皮膚疾病模型。

誘導(dǎo)多能干細胞技術(shù)為實現(xiàn)人類細胞醫(yī)療開辟了重要的機會，iPSCs擺脫了倫理爭議，解決了各種細胞來源問題，成為干細胞領(lǐng)域重要的發(fā)展方向，例如過去難以獲得的可擴展神經(jīng)干細胞（NSCs）和神經(jīng)元。

人類神經(jīng)干細胞具有神經(jīng)分化能力，曾被用作人類皮膚等效物的神經(jīng)元成分。據(jù)報道，有5種神經(jīng)干細胞在脊髓損傷的傷口愈合過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。然而，NSC 分泌物的潛在傷口愈合作用尚未得到探索。

最近，源自特定細胞的外泌體對傷口愈合發(fā)揮了有希望的治療作用。與干細胞療法相比，由細胞分泌的納米膜復(fù)合物組成的外泌體作為細胞間通訊的載體，代表了一種有吸引力的替代方法。

此外，外泌體具有生物分布好、不會形成畸胎瘤樣腫塊等優(yōu)點。研究發(fā)現(xiàn)源自小鼠神經(jīng)干細胞的細胞外載體在腦缺血損傷和脊髓損傷中具有治療潛力。

最近，通過分析 miRNA 和蛋白質(zhì)特征，研究了人 iPSC 衍生的 NSC 細胞外囊泡的抗炎和神經(jīng)源性特性。對傷口愈合的影響仍然未知。

因此，中山大學(xué)的研究人員提出了一個假設(shè)，即人 iPSCs 衍生的 NSCs (NSC-exo) 的外泌體具有促進傷口愈合的作用。

圖 | iPS細胞衍生神經(jīng)干細胞的外泌體在體內(nèi)促進小鼠皮膚傷口愈合

在這項研究中，中山大學(xué)的研究人員收集了iPSC- NSC-exo并將其用于皮膚傷口愈合小鼠疾病模型。有趣的是，研究發(fā)現(xiàn) iPSC-NSC-exo 對人真皮成纖維細胞 (HDF) 細胞的遷移和人臍靜脈內(nèi)皮細胞 (HUVEC) 的管形成具有促進作用。

該研究首先報道了iPSC- NSC-exo促進傷口愈合的作用。此外，二肽/透明質(zhì)酸 (Nap-FF/HA) 復(fù)合水凝膠和 NSC-exo 的組合可以以較少的給藥頻率實現(xiàn)類似的傷口愈合效果。

此外，非標(biāo)記蛋白質(zhì)組學(xué)分析結(jié)果表明，iPSC-NSC-exo攜帶高含量的神經(jīng)營養(yǎng)因子，如神經(jīng)元源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（NDNF）)、免疫調(diào)節(jié)蛋白等與傷口愈合相關(guān)的因子，提供了可能的修復(fù)機制。換句話說，這項工作揭示了 iPSC- NSC-exo在傷口愈合中的新作用，這可能有助于未來開發(fā)新的皮膚損傷療法。