干細胞外泌體,是一種能被大多數干細胞分泌的微小囊泡,直徑大約在30-150nm,由脂質、蛋白質和核酸組成。外泌體一旦通過胞吐作用從干細胞中釋放,復雜的混合因子能作為信號分子傳遞給其他細胞,從而改變其他細胞的功能。
外泌體被包裹在堅硬的雙層膜中,雙層膜保護外泌體的內容物,使外泌體能夠在組織中長距離移動。干細胞外泌體因在上皮組織的增殖、遷移、再生、炎癥和瘢痕控制等方面的作用,有望成為“無細胞的細胞**”工具。
已有研究表明外泌體是干細胞旁分泌作用的主要介質,它們的內容物 (mRNA、microRNA、各種抗凋亡和促血管生成因子)被發現可誘導成纖維細胞的遷移和增殖以及膠原的合成。
外泌體在創面愈合各個階段發揮的作用
皮膚創面愈合是一個復雜而精細的過程,大致可分為三個階段:炎癥期、增殖期和重塑期。
在炎癥早期,中性粒細胞是重要的細胞,負責吞噬和細胞因子的釋放來誘發炎癥。在炎癥后期,巨噬細胞成為主導細胞類型,并起控制炎癥的作用。研究發現,間充質干細胞來源的外泌體可促進受體巨噬細胞向抗炎M2表型轉變。它們還能調節B淋巴細胞的活化、分化和增殖,并能**T淋巴細胞的增殖。
此外,間充質干細胞衍生的外泌體可以將活化的T淋巴細胞轉化為T調節表型,從而發揮免疫**作用。用脂多糖預處理間充質干細胞釋放富含microRNA let-7b的外泌體,當內化時,let-7b可以通過**TLR4/NF-κB通路和激活STAT3/ AKT通路調節巨噬細胞極化。
增殖期開始于受傷后第4天,結束于第20天左右,參與增殖階段的細胞功能是復雜的,以遷移、增殖、細胞外基質沉積和血管生成為標志,通過不同的機制來實現。干細胞外泌體可以改善皮膚細胞(如成纖維細胞和角質形成細胞)的遷移和增殖。此前有報道,來自人脂肪源間充質干細胞的外泌體可以加速真皮成纖維細胞和角質形成細胞的遷移和增殖,并激活AKT通路。
正常的疤痕是傷口愈合的重塑期。然而,過度瘢痕是由肌成纖維細胞產生的膠原蛋白異常和皮膚功能喪失造成的。研究表明,人羊膜干細胞外泌體也可以通過控制細胞外基質的沉積來減少瘢痕,部分原因可能是通過刺激基質金屬蛋白酶-1 (MMP-1)實現的。
人臍帶干細胞外泌體在小鼠模型中通過**TGF-β/SMAD2途徑**肌成纖維細胞的分化。這些外泌體內容物中含有的MicroRNAs可能是造成肌成纖維細胞分化的重要原因。
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