發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞外囊泡如何逆轉(zhuǎn)光老化

研究結(jié)果表明，在體內(nèi)，用AMSC-EV和HUMSC-EV治療，可改善皺紋和皮膚水合作用；同時(shí)，還減輕了表皮和真皮的皮膚炎癥和厚度變化。此外，使用人角質(zhì)形成細(xì)胞（HaCaTs）、人真皮成纖維細(xì)胞（HDF）和T膚模型的體外研究表明，AMSC-EV和HUMSC-EV減輕了衰老，降低了活性氧（ROS）和DNA損傷的水平，并減輕了UVB誘導(dǎo)的炎癥。

關(guān)于光老化

01

人體皮膚是人體大的器官，是抵御環(huán)境因素，尤其是太陽(yáng)紫外線（UV）輻射的主要屏障。UVB暴露會(huì)增加導(dǎo)致曬黑的各種皮膚病的風(fēng)險(xiǎn)，以及短期內(nèi)出現(xiàn)發(fā)紅和水泡等炎癥反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，它會(huì)導(dǎo)致光老化，包括皺紋、屏障能力和彈性下降，以及增加致癌風(fēng)險(xiǎn)，例如，角質(zhì)形成細(xì)胞癌、基底細(xì)胞癌、皮膚鱗狀細(xì)胞癌和黑色素瘤。據(jù)悉，近80%的70歲及以上成年人患有一種或多種需要進(jìn)一步治療或隨訪的皮膚病，包括紫外線引起的皮膚病，如老年性雀斑樣痣（69.5%）、光化性角化?。?2.3%）、基底細(xì)胞癌（5.07%）、黑色素瘤（0.54%）和鱗狀細(xì)胞癌（0.36%）。目前，有幾種傳統(tǒng)的光老化治療方法，包括使用類維生素A、抗氧化產(chǎn)品或光學(xué)療法；然而，有些策略并不總是有效或可能引起副作用，例如，過(guò)敏或刺激。

團(tuán)隊(duì)旨在研究MSC-EV對(duì)體外角質(zhì)形成細(xì)胞和成纖維細(xì)胞、重建的光老化全層皮膚模型，以及體內(nèi)光老化裸鼠的影響。此外，團(tuán)隊(duì)還通過(guò)EV蛋白質(zhì)組學(xué)和RNA-seq，研究了潛在的分子機(jī)制。研究結(jié)果表明，Notch信號(hào)通路在皮膚光老化過(guò)程中表現(xiàn)出變化，EV治療會(huì)影響這些變化。MSC-EV可以作為納米治療劑，通過(guò)TIMP1/Notch1通路，拯救UVB誘導(dǎo)的皮膚光老化。

AMSC-EV和HUMSC-EV在裸鼠光老化模型中的治療效果

02

建立UVB照射模型后，團(tuán)隊(duì)捕獲圖像并研究小鼠在第0、2、3和4周背部皮膚的皺紋形成。在第0周，對(duì)照組幾乎沒有皺紋。相比之下，UVB處理組表現(xiàn)出更深而寬的皺紋，表明光老化模型的成功建立。從第2周開始，EV治療組的皺紋明顯減少和變薄。團(tuán)隊(duì)研究了經(jīng)表皮失水（TEWL），以表征皮膚屏障功能。UVB照射后，多余的水分從皮膚上蒸發(fā)，EV處理組的水分損失減少。

與對(duì)照組相比，UVB照射導(dǎo)致表皮變厚和真皮變薄，EV治療恢復(fù)了厚度變化。SA-β-gal陽(yáng)性細(xì)胞的數(shù)量在UVB照射后增加，而在EV處理后減少。衰老標(biāo)志物P16和LMNB1在EV刺激后，也得到恢復(fù)。以上結(jié)果表明，EV可以有效減輕UVB輻射對(duì)皮膚結(jié)構(gòu)和衰老的不利影響。

與對(duì)照組相比，AMSC-EV和HUMSC-EV組有豐富而致密的膠原纖維。同樣，picrosirius紅色染色證實(shí)了這些發(fā)現(xiàn)，顯示EV處理后，膠原蛋白恢復(fù)增強(qiáng)。此外，團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了Verhoeff的Van Gieson染色，以評(píng)估彈性蛋白的變化，發(fā)現(xiàn)EV治療恢復(fù)了彈性蛋白水平。

UVB照射后，COL1和COL3的蛋白表達(dá)水平降低，MMP1和MMP3水平高，TIMP1水平降低。這些更改在添加EV后恢復(fù)。UVB暴露增加了炎癥因子的表達(dá)，而治療可有效恢復(fù)這些因子水平。治療后，具有代表性的Western blot結(jié)果，證實(shí)了炎癥因子（包括IL-1β、IL-6、TNF-α和GM-CSF）的減少趨勢(shì)。

這些發(fā)現(xiàn)表明，UVB暴露會(huì)誘導(dǎo)皮膚外觀、功能和組織學(xué)的變化，并伴有體內(nèi)炎癥反應(yīng)，而MSC-EV逆轉(zhuǎn)了這些變化。

此外，觀察到的HUMSC-EV治療效果，似乎優(yōu)于AMSC-EV，值得進(jìn)一步研究。

總結(jié)

03

1. MSC-EV的作用機(jī)制：MSC-EV通過(guò)轉(zhuǎn)移貨物成分到目標(biāo)細(xì)胞中發(fā)揮作用，研究發(fā)現(xiàn)TIMP1（MMP的天然抑制劑）是MSC-EV中的關(guān)鍵參與者，有助于緩解細(xì)胞衰老、DNA損傷、氧化應(yīng)激和ECM水解，并下調(diào)Notch表達(dá)。

2. Notch信號(hào)通路：TIMP1可以抑制Notch信號(hào)通路的關(guān)鍵底物ADAM10，影響表皮穩(wěn)態(tài)。

3. ECM重塑能力：MSC-EV展示出強(qiáng)大的ECM重塑能力，增加了光老化皮膚中的真皮膠原蛋白和彈性蛋白水平。

4. 降低ROS和DNA損傷：MSC-EV和TIMP1可能通過(guò)調(diào)節(jié)信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)，來(lái)降低ROS水平和DNA損傷。

5. 未來(lái)研究方向：需要進(jìn)一步研究，來(lái)優(yōu)化MSC-EV以增強(qiáng)TIMP1或其他有用分子的表達(dá)，以及結(jié)合微針或無(wú)針注射系統(tǒng)等技術(shù)，來(lái)增強(qiáng)其抗光老化效果。