相比于傳統的干細胞療法,外泌體治療不僅副作用更小,而且可應用范圍十分廣泛,對阿爾茨海默氏癥、1型糖尿病、胰腺癌、慢性腎病甚至皮膚的痤瘡疤痕等,可作為一種未來新的治療策略。
什么是外泌體?
外泌體(Exosomes,EXOs)是細胞分泌的一種微小囊泡,直徑在30-150nm左右,內含細胞特異的蛋白質、脂質和小分子核酸,如miRNA、mRNA、IncRNA等。這些物質能作為細胞的營養和生物活性信號傳導給其它細胞,從而指導細胞的生命活動,執行吸收、修復、生長等細胞行為。 近年來,研究發現外泌體對于許多疾病有著治療作用。外泌體僅有30-150納米,在進入人體后可以有效地轉移到特定組織,而不會在微血管中聚集,避免了因給藥細胞引起栓塞的可能性。
外泌體治療多種疾病的潛力
外泌體與心血管疾病
近年來,外泌體的心臟保護機制已成為研究熱點。越來越多的研究證實,外泌體具有與干細胞相似的心臟保護功能,能促進血管生成,減少細胞凋亡,減少應激帶來的損傷。外泌體具有較好的穩定性,較少引起受體細胞的突變以及免疫排斥反應,有望成為治療心血管疾病的有效方法。 發表在《BioMed Res》雜志的一篇研究發現,間充質干細胞外泌體的注入抑制了缺血性心臟病疾病模型大鼠的心臟的纖維化和炎癥反應,并且明顯改善了心臟的功能。而伊斯法罕醫科大學的最新臨床研究(NCT03384433)正在探索攜帶miR-124的間充質干細胞外泌體對缺血性心臟病的治療作用。
EF:左心室射血分數 FS:左心室縮短分數
2022年3月生理學雜志 J Physiol.在線發表了Exosomes and the cardiovascular system: role in cardiovascular health and disease(外泌體和心血管系統:在心血管健康和疾病中的作用)的研究文獻。
來自英國格拉斯哥大學心血管與醫學科學研究所和馬德里自治大學 (UAM) 醫學院醫學系生物醫學研究所的學者通過研究發現,外泌體及其貨物攜帶多種生物活性因子和信號分子,這些生物活性因子和信號分子與許多心血管疾病有關,包括肺動脈高壓、腦損傷和中風、血管疾病以及腎臟和心臟疾病。 外泌體與腎臟疾病
外泌體用于臨床疾病的治療比較穩定,體內同種異體給藥后免疫排斥反應的可能性較低,并可為各種疾病提供替代療法。基礎研究表明,外泌體中攜帶的miRNA和蛋白能夠減輕腎缺血再灌注損傷,減少細胞凋亡,促進細胞增殖,從而修復腎損傷。 江蘇大學醫學院江蘇省檢驗醫學重點實驗室等科研團隊在 Am J Transl Res.上發表了(HucMSC 外泌體通過調節 ATG16L 傳遞 14-3-3ζ 增強自噬以預防順鉑誘導的急性腎損傷)的研究報告。
在這項研究中,研究人員揭示了 hucMSC-ex 傳遞的 14-3-3ζ 與 ATG16L 相互作用以激活自噬。研究結果表明,14-3-3ζ 是 MSC 外泌體激活自噬的新機制,并為預防順鉑誘導的腎毒性提供了新策略。
14-3-3ζ的過表達促進了hucMSC-ex對大鼠的預防作用
外泌體與腫瘤治療
2022年7月14日,賓夕法尼亞大學生物系的郭偉教授課題組在Nature communications(IF=17.694) 雜志上發表了文章。
該研究揭示了腫瘤細胞中磷酸化HRS通過誘導包含有PD-L1的免疫抑制型外泌體分泌調節腫瘤免疫的機制,并指出阻斷HRS的磷酸化可以作為提高癌癥免疫治療效果的潛在靶點。
富含外泌體的PD-L1介導HRS磷酸化誘導的CD8+T細胞抑制
結語
此外,包括多發性硬化癥(MS)、系統性紅斑狼瘡(SLE)、1型糖尿病(T1DM)、類風濕性關節炎(RA)和炎癥性腸病(IBD)等在內的自身免疫性疾病治療也取得了實質性進展。MSC來源的外泌體能夠復制MSC的功能,克服傳統細胞治療的局限性。 越來越多的臨床研究證實,外泌體在多種疾病治療中應用潛力巨大,相信在科學家們的不斷探索下,外泌體能為更多難治性疾病治療帶來新的希望。
參考文獻: 1.Haoyuan Jia,HucMSC exosomes-delivered 14-3-3ζ enhanced autophagy via modulation of ATG16L in preventing cisplatin-induced acute kidney injury,Am J Transl Res. 2018 Jan 15;10(1):101-113. eCollection 2018. 2.Ahmed Lotfy,Mesenchymal stromal/stem cell (MSC)-derived exosomes in clinical trials,Stem Cell Res Ther. 2023 Apr 7;14(1):66. doi: 10.1186/s13287-023-03287-7. 3.Leila Dehghani,Safety of Intraparenchymal Injection of Allogenic Placenta Mesenchymal Stem Cells Derived Exosome in Patients Undergoing Decompressive Craniectomy Following Malignant Middle Cerebral Artery Infarct, A Pilot Randomized Clinical Trial,Int J Prev Med. 2022 Jan 19;13:7. doi: 10.4103/ijpvm.ijpvm_441_21. eCollection 2022. 4.Karla B Neves,Exosomes and the cardiovascular system: role in cardiovascular health and disease,J Physiol. 2022 Mar 20. doi: 10.1113/JP282054. Online ahead of print. 5.Lei Guan,HRS phosphorylation drives immunosuppressive exosome secretion and restricts CD8 T-cell infiltration into tumors +,Nat Commun. 2022 Jul 14;13(1):4078. doi: 10.1038/s41467-022-31713-6.
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