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不留疤痕——间充质干细胞外泌体的神奇作用

来源:博雅

日期: 2016.12.21

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        前几年流行一部电视剧《武林外传》,里面一句歌词“人在江湖飘,哪能不挨刀”让人印象深刻。生活中难免磕磕碰碰,即使是日常的做饭,也会不小心划破手指。虽然绝大部分伤口最终都会愈合,但相当一部分伤口会留下疤痕。不仅影响皮肤的正常功能(例如汗腺缺失导致温度调节功能受影响),同时也影响美观,尤其是暴露在外的疤痕。脸上一道疤痕可以让爱美的女同胞痛苦终身。

        疤痕组织由成肌纤维细胞(myofibroblasts)聚集引起。虽然成肌纤维细胞在伤口修复的伤口收缩环节发挥重要作用,但其活性过强反而会产生疤痕组织。研究显示,间充质干细胞可以促进皮肤再生。然而,其对疤痕组织形成的影响目前尚不清楚。最近,第二军医大学附属长海医院整形外科的邢新教授发现脐带间充质干细胞外泌体(exosome)中的microRNA可以通过调控TGFβ/SMAD2通路抑制成肌纤维细胞分化,减小疤痕组织的面积。相关结果发表在《干细胞转化医学》(Stem Cells Translational Medicine)杂志。

        邢新教授带领的研究团队首先比较脐带间充质干细胞和HEK293T细胞对裸鼠伤口愈合的影响,发现脐带间充质干细胞可以加快伤口愈合的速度,而且伤口愈合后的疤痕组织更小。由于间充质干细胞在移植的器官停留时间有限,该团队推测其效果主要来自间充质干细胞分泌的外泌体。实验结果显示,脐带间充质干细胞来源的外泌体可以显著减少伤口处成肌纤维细胞的数量。

        接下来,该研究团队建立了成纤维细胞(fibroblasts)向成肌纤维细胞分化的体外模型。通过向培养基添加TGFβ,可以将成纤维细胞诱导为成肌纤维细胞,而脐带间充质干细胞来源的外泌体可以抑制该过程。此外,脐带间充质干细胞来源的外泌体还可以抑制成纤维细胞的收缩能力,促进细胞增殖和迁移能力。

        外泌体中包含多种蛋白因子和小RNA。该研究团队分别用蛋白酶和RNA酶处理外泌体,发现外泌体抑制成肌纤维细胞的作用主要由小RNA成分引起。接下来,他们通过测序技术分析了外泌体中microRNA的表达情况,发现miR-21、miR-23、miR-125b和miR-145高表达。他们进一步通过过表达和knockdown实验证实脐带间充质干细胞外泌体的作用主要由这几个microRNA介导。

        研究表明,疤痕的面积和伤口愈合的速度呈反比。因此,加快伤口愈合速度,不仅可以减少病人的痛苦,也可以提高伤口恢复质量,减小疤痕面积。博雅集团旗下的Nuo Therapeutics公司拥有唯一获得FDA批准的治疗各种溃疡和伤口的产品Aurix。该产品在伤口愈合领域的疗效惊人。未处理组伤口愈合的平均时间是337天,而使用凝胶后只需15天,显著减轻了病人的痛苦和伤口感染几率。即使对于糖尿病足这样的难治性创口,Aurix的效果也十分显著,有效率达81.3%,而对照组只有42.1%,显著高于其他类似产品(Grafix、Apligraf、Regranex、Dermagraft等)。因此美国政府也鼓励医生使用该产品,并给予每例病人1141美元的补贴。

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