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干细胞外泌体

外泌体(exosome)一种由细胞分泌到细胞外的磷脂双分子层囊泡状小体,内含多种蛋白、脂类、信使核糖核酸/微小核糖核酸等,通过参与细胞间信息交流、免疫调节等发会重要作用,并参与到多种生理病理过程中。而间充质干细胞源的外泌体(MSC-exosomes)能够模拟MSC的生物学功能,具有促进组织修复或调节免疫等作用,并且具备免疫原性低、稳定性高、运输效率高的特点。外泌体形成过程1.细胞膜内陷形成胞内小泡,收容部分细胞浆,并转运到早期内体;2.早期内体经过内部的酸化发育成为晚期内体,而晚期内体中的微粒体膜再向内“出芽”形成多囊泡内体;3.在多种机制的共同作用下,向外定向输出的多囊泡内体与细胞膜发生融合,存在其内部形态大小均一的囊泡被释放到细胞外,形成外泌体(图1)。  生理功能外泌体来源不同,则功能也不同。外泌体通过自分泌、旁分泌和内分泌等三种方式实现生物信息的交换和传递,通过表面信号分子的直接作用,或生物活性成分的胞外释放以及膜融合的过程,对细胞内的生理活动进行调节。 外泌体对靶细胞的作用方式:1.与靶细胞膜融合进入细胞内释放内容物;2.受体-配体相互作用;3.靶细胞通过内吞作用摄入外泌体。外泌体的脂质双分子层结构及上述特性可能使其成为靶向给药的理想载体。外泌体在疾病治疗中的作用对肾脏的保护作用MSC-exosomes能够保护药物、肾切除等诱导的肾损伤。 对心血管疾病的治疗潜能MSC-exosomes能够减少AMI后心肌缺血/再灌注(I/R)损伤,促进心功能恢复、降低心衰发生,抑制炎性反应。其中富含的miRNA-19、miRNA-21、miRNA22,主要起到抑制凋亡、促进血液新生,改善心脏功能的作用。研究证明经miR-486基因修饰的脐带源MSC-exosomes对心肌细胞有促增殖和抑制细胞凋亡的作用。对肺的保护作用MSC-exosomes能够保护内毒素诱导的肺损伤。发现MSC-exosomes会降低肺水肿程度和蛋白质渗透率,机制可能由于转运到肺组织中的KGF具有促进II型肺泡上皮增生和抗凋亡等生物学功能。 对脑中风和阿尔茨海默病的治疗潜能 MSC-exosomes能够保护脑中风,其中的miR-133对神经突数量、神经突分支数量、神经突总长度能够起到保护和促生长作用。除此,MSC-exosomes还具有治疗阿尔茨海默病的潜能,其中的脑啡肽酶活性较高(NEP,一种脑中降解导致阿尔茨海默病的β淀粉样蛋白质最重要的酶),能降低神经细胞中新合成的β淀粉样蛋白质量和数量。对免疫调节的作用MSC-exosomes能够诱导单核细胞分泌TH2和TGF-β抗炎因子,抑制淋巴细胞增殖,其作用能力与MSC的激活状态呈正相关。不仅如此,MSC-exosomes还能诱导激活的T细胞凋亡,增加调节性T细胞的比例。除此,能够调节外周自身免疫耐受,用于治疗自身免疫性疾病。 对肿瘤治疗中潜能MSC-exosomes既可通过抑制免疫细胞(DCs、NK细胞、CD4+、CD8+或T细胞等)引发抗肿瘤反应,也可诱导免疫抑制或调节细胞群(MDSCs、Tregs或Bregs等)介导的免疫抑制。具体表现为对肿瘤细胞增殖、迁移和凋亡调控;对肿瘤耐药性调控;作为核酸或药物的安全有效的递送载体。正是因为干细胞具有无限生产能力,这种作为药物递送载体的作用能最大限度地满足肿瘤治疗需求。

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