999精品在线视频,手机成人午夜在线视频,久久不卡国产精品无码,中日无码在线观看,成人av手机在线观看,日韩精品亚洲一区中文字幕,亚洲av无码人妻,四虎国产在线观看 ?

干細(xì)胞外泌體生物學(xué)功能及臨床應(yīng)用前景

2017-01-11 02:36:53綜述易陽艷審校
中國美容醫(yī)學(xué) 2017年4期
關(guān)鍵詞:生物學(xué)研究

張 靜 綜述,易陽艷 審校

(南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院整形美容科 江西 南昌 330006)

干細(xì)胞外泌體生物學(xué)功能及臨床應(yīng)用前景

張 靜 綜述,易陽艷 審校

(南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院整形美容科 江西 南昌 330006)

外泌體是由細(xì)胞分泌的直徑為30~100nm的小囊泡,內(nèi)含來源于細(xì)胞相關(guān)的蛋白質(zhì)與核苷酸等生物分子,在細(xì)胞交流間起重要作用。近期研究發(fā)現(xiàn),干細(xì)胞來源的外泌體可以有效轉(zhuǎn)運(yùn)mRNA、microRNA及蛋白質(zhì)等生物活性物質(zhì),具有減少細(xì)胞凋亡、減輕炎癥反應(yīng)、促進(jìn)血管生成、抑制纖維化、提高組織修復(fù)潛力等重要生物學(xué)功能,在調(diào)控組織再生方面存在良好的臨床應(yīng)用前景。本文就其生物學(xué)功能及臨床應(yīng)用前景進(jìn)行綜述。

外泌體;干細(xì)胞;生物學(xué)功能;組織修復(fù);應(yīng)用前景

干細(xì)胞是一類具有多向分化潛能并能夠進(jìn)行持續(xù)自我更新的未分化細(xì)胞,可分化為體內(nèi)多種類型的成體細(xì)胞。在干細(xì)胞的研究中,干細(xì)胞培養(yǎng)基的上清液中可提取多種生長因子和細(xì)胞因子,因此,普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為干細(xì)胞主要通過旁分泌途徑分泌多種細(xì)胞因子參與組織修復(fù)。而Timmers等[1]研究發(fā)現(xiàn),對含有骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(mesenchymal stem cells,MSC)的條件培養(yǎng)液進(jìn)行分餾研究中,只有含有100~200nm囊泡培養(yǎng)液可對缺血再灌注損傷的小鼠模型進(jìn)行心臟保護(hù)。目前研究者認(rèn)為,通過分泌某些物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)修復(fù)作用是干細(xì)胞發(fā)揮生物學(xué)功能的重要方式[2]。

起初,Johnstone等在研究網(wǎng)織紅細(xì)胞向成熟紅細(xì)胞轉(zhuǎn)變過程中,發(fā)現(xiàn)網(wǎng)織紅細(xì)胞能分泌一種雙層膜小囊泡,最初這種囊泡結(jié)構(gòu)被命名為外泌體(exosome)。長期以來,這種囊性小泡被認(rèn)為是細(xì)胞分泌的一些無作用碎片[3]。但越來越多的研究表明,外泌體是一種富含多種生物活性因子的亞細(xì)胞雙層膜囊泡,并且能夠發(fā)揮多種生物學(xué)作用。近年來干細(xì)胞來源的外泌體研究成為熱點(diǎn),對干細(xì)胞外泌體的生物學(xué)功能,以及其在臨床當(dāng)中的應(yīng)用進(jìn)行了較多研究探索。本文擬就干細(xì)胞外泌體的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述,重點(diǎn)闡述干細(xì)胞外泌體發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ)及機(jī)制,以及干細(xì)胞外泌體在臨床應(yīng)用中的研究進(jìn)展。

1 干細(xì)胞外泌體簡介

1.1 外泌體與微泡:兩者均屬于細(xì)胞外囊泡[4](Extracellular vesicles,EV),是細(xì)胞在靜息或應(yīng)激狀態(tài)下產(chǎn)生的異質(zhì)性膜分泌體系[5],包括直徑在100~1000nm的微泡(microvesicle, MV)和30~100nm的外泌體(exosome)。兩者在多數(shù)情況下被混淆,其主要區(qū)別在于形成方式不同。微泡通常比外泌體大,是質(zhì)膜直接以“出芽”的方式向細(xì)胞外突出形成的大囊泡[6]。外泌體則是經(jīng)由內(nèi)涵體(endosome)途徑生成[3]。細(xì)胞內(nèi)晚期內(nèi)涵體的界膜多處凹陷,向內(nèi)出芽形成管腔狀囊泡,從而轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂袆討B(tài)亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的多囊泡體(multi-vesicle bodys,MVBs)。MVBs是真核細(xì)胞重要的蛋白運(yùn)輸與分揀中心,當(dāng)MVBs與胞膜融合后,其內(nèi)的管腔狀囊泡凹陷以內(nèi)出芽方式形成顆粒狀小囊泡,并釋放入細(xì)胞外環(huán)境,即外泌體。參與細(xì)胞信息傳遞的外囊泡即為外泌體和微泡,在已發(fā)表的文獻(xiàn)中多將兩者合稱為“EV”。

1.2 干細(xì)胞外泌體:干細(xì)胞來源的外泌體是干細(xì)胞在靜息或缺氧應(yīng)激、輻照、氧化損傷等刺激下分泌產(chǎn)生的細(xì)胞外囊泡[7],可通過選擇性的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)、mRNA、microRNA來充當(dāng)干細(xì)胞與已分化細(xì)胞的信號分子[2]。現(xiàn)有研究已證明間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體在減少心肌梗死面積[8],減輕肢體缺血[9],增進(jìn)傷口愈合[10-11],改善移植物抗宿主病(graftversus-host disease,GVHD)[12],減少腎損傷[13],促進(jìn)肝再生[14],減輕視網(wǎng)膜損傷[15],以及最近改善軟骨[16]和骨再生[17]等方面具有重要作用。外泌體是細(xì)胞間信息交流的重要載體,且外泌體特性與其來源的細(xì)胞有關(guān),因此干細(xì)胞外泌體的功能與其干細(xì)胞的功能密切相關(guān)。Quesemberry[18]等人提出外泌體扮演著干細(xì)胞生物學(xué)連續(xù)體模型的關(guān)鍵角色,則可推測外泌體在促血管形成、促進(jìn)細(xì)胞新生及免疫調(diào)節(jié)方面有重要作用。

2 干細(xì)胞外泌體的生物學(xué)功能

外泌體表面富含膽固醇、甘油二脂、鞘脂、磷脂等脂類物質(zhì),這些脂類分子不僅可以維持外泌體的形態(tài),還可以作為信號分子參與多種生物學(xué)過程[19]。且外泌體內(nèi)載有蛋白質(zhì)、mRNA、microRNA等生物學(xué)信息,在細(xì)胞微環(huán)境中發(fā)揮重要作用[20]。研究發(fā)現(xiàn),外泌體不僅存在于體內(nèi)活細(xì)胞,在體外培養(yǎng)的細(xì)胞中也能檢測到外泌體,如脂肪細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞等[21]。隨著研究進(jìn)展,外泌體已可從人體血液、尿液、羊水及腹水等多種體液中分離出[22]。這說明外泌體不僅是細(xì)胞正常生理病理的代謝產(chǎn)物,且分泌外泌體是一種普遍的細(xì)胞功能[23]。Lai等[24]研究發(fā)現(xiàn),骨髓MSC培養(yǎng)基上清液中發(fā)揮損傷修復(fù)作用的物質(zhì)可能是一種直徑在50~100nm的磷脂膜包裹的小囊泡。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn)此種囊泡可參與機(jī)體免疫調(diào)節(jié)、血管新生、細(xì)胞增殖及凋亡等環(huán)節(jié),從而發(fā)揮組織修復(fù)作用。

2.1 免疫調(diào)節(jié):Zou等[25]研究發(fā)現(xiàn),間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體可降低巨噬細(xì)胞趨化蛋白CX3CL1及腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)的表達(dá),同時上調(diào)白細(xì)胞介素-10(IL-10),降低局部炎癥反應(yīng),起到免疫調(diào)節(jié)的作用。Kordelas等[12]研究發(fā)現(xiàn),干細(xì)胞外泌體可降低難治性抗移植物抗宿主病(therapy-refractory graft-versus-host disease,GVHD)患者體內(nèi)的IL-1β、TNF-α及γ-干擾素水平,調(diào)節(jié)機(jī)體免疫,促進(jìn)受損組織修復(fù)。

2.2 促血管新生:有研究證明[26-27]來自內(nèi)皮祖細(xì)胞的外泌體攜帶有促血管生成的miRNA,如 miR-126、miR-296 和let-7,其能夠在靜止的內(nèi)皮細(xì)胞中通過水平轉(zhuǎn)移RNA激活血管形成。當(dāng)MSC外泌體與血管內(nèi)皮細(xì)胞體外共混培養(yǎng)條件下,MSC外泌體可被血管內(nèi)皮細(xì)胞攝取并內(nèi)化,經(jīng)real time-PCR檢測發(fā)現(xiàn),培養(yǎng)后的血管內(nèi)皮細(xì)胞同樣高表達(dá)MSC外泌體攜帶的促血管化miRNA[28]。脂質(zhì)間充質(zhì)干細(xì)胞(adipose mesenchymal stem cells,ASCs)可促進(jìn)血管內(nèi)皮的增生,并且血小板衍生的生長因子可促進(jìn)ASCs釋放增強(qiáng)血管生長潛力的外泌體[29]。人臍帶MSCs分泌的外泌體與體外培養(yǎng)的人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞共培養(yǎng)時,內(nèi)皮細(xì)胞成管狀結(jié)構(gòu)更加明顯,內(nèi)皮細(xì)胞遷移更加良好[30]。

2.3 促進(jìn)細(xì)胞增殖、抑制細(xì)胞凋亡:在甘油誘導(dǎo)的嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷(severe combined immune deficiency, SCID)鼠急性腎損傷模型中發(fā)現(xiàn)骨髓MSC分泌的外泌體具有保護(hù)腎功能的作用[31],其修復(fù)能力與其母體細(xì)胞無顯著性差異。其通過上調(diào)bcl-xl、bcl2、birc8等抗凋亡基因,下調(diào)Casp1、Casp8、LTA等促凋亡基因,同時活化細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶,以促進(jìn)細(xì)胞增殖,抑制細(xì)胞凋亡,從而發(fā)揮組織修復(fù)作用。此外,外泌體可通過向靶細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)RNA,如mRNA、miRNA等,誘導(dǎo)靶細(xì)胞合成一些因子,如肝細(xì)胞生長因子(hepatocyte growth factor,HGF)、血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)等,激活信號通路,調(diào)控靶細(xì)胞的細(xì)胞周期活動,最終促進(jìn)其增殖[13]。

外泌體由干細(xì)胞釋放后可通過彌散、內(nèi)吞、受體介導(dǎo)等方式進(jìn)入靶細(xì)胞,轉(zhuǎn)運(yùn)特異性蛋白、脂質(zhì)、mRNA和miRNA等生物活性物質(zhì),從而發(fā)揮多種生物學(xué)功能。而且根據(jù)當(dāng)前國內(nèi)外研究,干細(xì)胞外泌體促進(jìn)血管新生的機(jī)制與其向靶細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)具有促血管生成作用的miRNA有著密切的聯(lián)系。

3 外泌體的作用方式

外泌體內(nèi)含有多種生長因子及細(xì)胞因子,如血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、干細(xì)胞因子(Stem Cell Factors,SCF),并且?guī)缀跛械耐饷隗w都含有生理活性的脂質(zhì)成分,如1-磷酸鞘氨醇(sphingosine-l-phosphate,S1P)、神經(jīng)酰胺-1-磷酸(ceramide-1-phosphate,C1P)。外泌體進(jìn)入靶細(xì)胞后,這些旁分泌因子可與細(xì)胞相互作用,如S1P、C1P可抑制細(xì)胞凋亡和刺激血管新生[32]。一系列研究表明,外泌體發(fā)揮作用的方式主要有3種:①通過直接識別靶細(xì)胞表面的信號分子,與受體結(jié)合傳遞細(xì)胞間信息[33];②外泌體與靶細(xì)胞融合后,釋放其內(nèi)容物,實(shí)現(xiàn)信息轉(zhuǎn)運(yùn)[34-36];③通過釋放胞內(nèi)的信號分子作用于靶細(xì)胞表面受體,完成信息轉(zhuǎn)運(yùn)[37-38]。

通過識別靶細(xì)胞膜表面的信號分子轉(zhuǎn)運(yùn)信息,常見于免疫系統(tǒng)中。第二種作用方式是Valadi等[34]在實(shí)驗(yàn)中觀察到鼠肥大細(xì)胞分泌的外泌體可被人肥大細(xì)胞所攝取而發(fā)現(xiàn)的,外泌體所攜帶的mRNA進(jìn)入細(xì)胞后會被翻譯成蛋白質(zhì)。這是研究者首次發(fā)現(xiàn)基于基因水平的細(xì)胞間的信息轉(zhuǎn)運(yùn)。這種信息轉(zhuǎn)運(yùn)廣泛存在于機(jī)體中,例脂肪細(xì)胞的脂肪合成[36],間充質(zhì)干細(xì)胞的心肌保護(hù)作用[24]等。外泌體中的細(xì)胞因子,如血管內(nèi)皮生長因子,纖維母細(xì)胞生長因子等,通過第三種作用方式與內(nèi)皮細(xì)胞表面受體相結(jié)合起到促進(jìn)血管形成的作用[37]。因而干細(xì)胞來源的外泌體促血管新生、促進(jìn)細(xì)胞增殖、抑制細(xì)胞凋亡等作用,可能與多種機(jī)制共同作用有關(guān),具體作用方式尚待進(jìn)一步探究。

4 干細(xì)胞外泌體的生物學(xué)優(yōu)勢及臨床應(yīng)用前景

目前干細(xì)胞廣泛應(yīng)用于組織修復(fù)及缺血性疾病治療領(lǐng)域。與干細(xì)胞比較,作為其旁分泌物的干細(xì)胞外泌體具有更穩(wěn)定的生物特性,有研究表明[39]外泌體在-80℃保存2年仍能保持其生物學(xué)功能。在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中外泌體的脂質(zhì)雙分子膜結(jié)構(gòu)能防止其內(nèi)容物降解,保持內(nèi)部蛋白及遺傳物質(zhì)的活性[40]。而且與干細(xì)胞分泌的可溶性細(xì)胞因子不同,外泌體可直接進(jìn)入靶細(xì)胞,通過向靶細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)特異性蛋白、脂質(zhì)及RNA等生物活性物質(zhì),來誘導(dǎo)靶細(xì)胞的增殖、遷移、血管化等生物學(xué)變化,從而改變局部微環(huán)境,穩(wěn)定而持久地發(fā)揮多種生物學(xué)功能。這種“載體式”信號轉(zhuǎn)導(dǎo)方式使外泌體具備更高更穩(wěn)定的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)效率,且在生物體內(nèi)不會被細(xì)胞外介質(zhì)稀釋[41]。

4.1 干細(xì)胞外泌體對創(chuàng)面的修復(fù)作用:研究發(fā)現(xiàn),MSC外泌體可通過促進(jìn)血管生成發(fā)揮組織修復(fù)作用。Zhang等[11]研究發(fā)現(xiàn),MSC外泌體可促進(jìn)熱刺激后皮膚細(xì)胞的增殖,并抑制其凋亡,在大鼠皮膚燒傷模型中,外泌體能促進(jìn)燒傷部位的再上皮化,加快傷口愈合。人臍帶MSC外泌體所遞送的Wnt4基因信號是皮膚傷口愈合所需的。在體外實(shí)驗(yàn)中[10],成纖維細(xì)胞和人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞的增殖及遷移依賴于MSC外泌體的劑量。同樣,成纖維細(xì)胞分泌的I型、III 型膠原、彈性蛋白量的提高和血管內(nèi)皮細(xì)胞管狀形成率的提高也與外泌體的濃度增加有關(guān)。

4.2 干細(xì)胞外泌體在缺血性疾病中的治療作用:研究發(fā)現(xiàn),人CD34+造血干細(xì)胞分泌的外泌體具有促血管形成的作用,從而改善缺血性疾病[40]。MSC外泌體可通過轉(zhuǎn)運(yùn)microRNA 改善心肌缺血,對心臟功能產(chǎn)生保護(hù)作用[24]。在缺血性腦病中,可同樣觀察到間充質(zhì)干細(xì)胞可通過外泌體的轉(zhuǎn)運(yùn),使具有保護(hù)作用的miR-133b進(jìn)入到周圍神經(jīng)元,改善疾病狀況[42]。在小鼠后肢缺血模型中,HU GW[9]等發(fā)現(xiàn)MSC外泌體可促進(jìn)小鼠血管生成和血液灌注來減輕嚴(yán)重的后肢缺血。干細(xì)胞分泌的外泌體具有促血管生成的作用,這在缺血性疾病的治療中具有非常重要的意義。

4.3 干細(xì)胞外泌體對器官急性損傷治療方面的臨床應(yīng)用前景:相關(guān)研究已證實(shí)來源于胚胎干細(xì)胞(embryonic stem cells,ESCs)和某些成體干細(xì)胞的外泌體可以改變受體細(xì)胞的生理功能,從而保護(hù)急性損傷的心臟和腎臟。Lai等[24]觀察到純化的MSC外泌體能夠減少小鼠心臟的梗死面積。Arslan等[43]也研究證明,MSC外泌體可通過增加ATP水平,降低氧化應(yīng)激,激活P13K/Akt通路增強(qiáng)心肌生存能力及防止缺血再灌注損傷后的心肌不良重塑。MSCs生成的外泌體在治療急性心肌梗死方面有著巨大的潛力。上皮細(xì)胞分泌的外泌體,其內(nèi)的激活轉(zhuǎn)錄因子3(activating transcription factor 3,ATF3)RNA可減弱缺血再灌注損傷時的促炎基因CMP-1的轉(zhuǎn)錄,減輕炎癥反應(yīng),起到腎保護(hù)作用[44]。在急性腎損傷的干細(xì)胞治療實(shí)驗(yàn)中,MSC外泌體可通過旁分泌途徑提高腎臟的恢復(fù)[45]。

4.4 干細(xì)胞外泌體對骨及軟骨損傷治療方面的臨床應(yīng)用前景:Strassburg等[46]研究發(fā)現(xiàn),外泌體與髓核細(xì)胞的相互作用可能是MSC促進(jìn)退化的椎間盤結(jié)構(gòu)恢復(fù)的一種機(jī)制。最近研究報道[16],在免疫大鼠骨軟骨缺損模型中人MSC外泌體可促進(jìn)軟骨再生。在該研究中,外泌體加速了新組織的填充,II型膠原的合成,并增強(qiáng)硫酸化糖胺聚糖(sulphated glycosaminoglycan,s-GAG)的基質(zhì)合成。到12周末,觀察到MSC外泌體處理的大鼠其軟骨和軟骨下骨完全恢復(fù),特征包括表面具有良好且規(guī)則的透明軟骨,并與相鄰軟骨完全結(jié)合。TAO SC[47]等研究發(fā)現(xiàn),過渡表達(dá)miR-140-5p滑膜間充質(zhì)干細(xì)胞(miR-140-5p-overexpressing synovial mesenchymal stem cells,SMSC-140s)的外泌體在骨關(guān)節(jié)炎大鼠模型中可有效治療骨關(guān)節(jié)炎(Osteoarthritis,OA)。MSC外泌體因其抗纖維化、抗凋亡、免疫調(diào)節(jié)功能,在骨關(guān)節(jié)炎、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等疾病中的治療作用將有著巨大的臨床應(yīng)用前景[48]。

4.5 干細(xì)胞外泌體作為藥物載體的臨床應(yīng)用前景:理想的藥物載體需能逃避宿主免疫系統(tǒng),被靶細(xì)胞特異性吸收。具有足夠時長的循環(huán)半衰期,無毒性,且能加載多種不同的藥物。因此外泌體作為一種天然的脂質(zhì)體,被認(rèn)為較目前廣泛使用的人工合成脂質(zhì)體具有更多優(yōu)勢。將外泌體用于藥物遞送的另一個重要考慮因素是外泌體的細(xì)胞來源,例如,臨床試驗(yàn)的樹突狀細(xì)胞(dendritic cell,DC)外泌體已被純化,并負(fù)載抗原肽來刺激T細(xì)胞增殖,將其作為一個潛在的抗腫瘤或感染性疾病的疫苗[49]。然而,DC外泌體是具有免疫原性的,并且將它們作為藥物遞送載體時需要使用免疫相容性外泌體。因此,用于藥物遞送的外泌體,其理想的細(xì)胞來源是可產(chǎn)生豐富的非免疫原性外泌體的細(xì)胞。人胚胎干細(xì)胞衍生的間充質(zhì)干細(xì)胞(human embryonic stem cellderived mesenchymal stem cells,hESC-MSCs) 為外泌體運(yùn)用于理想的藥物載體提供了來源[50]。MSC有一個十分獨(dú)特的功能,可以調(diào)節(jié)參與適應(yīng)性免疫和固有免疫的多種細(xì)胞,從而產(chǎn)生免疫抑制和免疫調(diào)節(jié)的效應(yīng)[51]。MSC在同種異體宿主中耐受性良好,因此推測它們的分泌的外泌體也可具有良好的耐受性。與此假設(shè)一致,在小鼠動物模型研究中發(fā)現(xiàn),用來源于人胚胎干細(xì)胞的外泌體靜脈注射治療具有免疫能力的小鼠可達(dá)到一定的治療效果,且未用免疫抑制藥物抑制小鼠的免疫系統(tǒng)[24,52]。MSC外泌體被證明是普遍耐受性良好,并且所具有免疫原性及毒性的風(fēng)險最小[12,16]。這種以同種異體或自體方式發(fā)揮免疫抑制和調(diào)節(jié)作用的能力可以增強(qiáng)MSC外泌體即藥物遞送載體的壽命和其裝載藥物的生物利用度。因此可想而知,靜脈輸注MSC外泌體可以耐受性良好,便于更精確劑量的裝載藥物。

5 結(jié)語與展望

外泌體的發(fā)現(xiàn)豐富了研究者們對細(xì)胞間通訊方式的認(rèn)識,加深了對機(jī)體生理、病理過程的理解。近年來,干細(xì)胞外泌體研究成為熱點(diǎn),發(fā)現(xiàn)了其優(yōu)良的生物學(xué)效應(yīng),有著十分廣闊的臨床應(yīng)用前景。越來越多的研究表明,干細(xì)胞外泌體可減少細(xì)胞凋亡、減輕炎癥反應(yīng)、促進(jìn)血管生成、抑制纖維化、提高組織修復(fù)潛力等重要生物學(xué)作用。外泌體的這些作用使得其在治療心肌梗死,皮膚創(chuàng)傷等組織損傷中存在良好的應(yīng)用前景,并且已經(jīng)有較多深入的研究。與干細(xì)胞的移植治療相比,干細(xì)胞外泌體可以降低細(xì)胞移植致瘤風(fēng)險,因此通過干細(xì)胞來源的外泌體進(jìn)行促進(jìn)血管生成和增強(qiáng)損傷細(xì)胞修復(fù),有望成為組織損傷修復(fù)的治療新策略。外泌體的獨(dú)特生物學(xué)優(yōu)勢也為未來藥物載體的研發(fā)開啟了一條全新的思路,但還需解決以下問題:如何大量制備純化的外泌體,如何根據(jù)外泌體半衰期制定合適的給藥途徑及頻次,以及提高治療靶向性,降低不良反應(yīng)。目前,對干細(xì)胞外泌體研究仍處于臨床前期,而且對其生物效應(yīng)的作用機(jī)制研究還不足,干細(xì)胞外泌體治療疾病的效率和安全性可能是未來亟需研究的問題。總之,隨著對干細(xì)胞外泌體的深入研究,其在未來可能對于疾病診斷、干細(xì)胞治療、藥物遞送等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

[1]Timmers L,Lim SK,Arslan F,et al.Reduction of myocardial infarct size by human mesenchymal stem cell conditioned medium[J].Stem Cell Res,2007,1(2):129-137.

[2]Camussi G,Deregibus MC,Bruno S,et al.Exosomes/microvesicles as a mechanism of cell-to-cell communication[J].Kidney Int,2010,78(9):838-848.

[3]Simons M,Raposo G.Exosomes--vesicular carriers for intercellular communication[J].Curr Opin Cell Biol,2009,21(4):575-581.

[4]Cvjetkovic A,Lotvall J,Lasser C.The influence of rotor type and centrifugation time on the yield and purity of extracellular vesicles[J].J Extracell Vesicles,2014,3:10.

[5]Pap E,Pallinger E,Pasztoi M,et al.Highlights of a new type of intercellular communication: microvesicle-based information transfer[J].Inf l amm Res,2009,58(1):1-8.

[6]Raposo G,Stoorvogel W.Extracellular vesicles: exosomes, microvesicles, and friends[J].J Cell Biol,2013,200(4):373-383.

[7]Ratajczak J,Wysoczynski M,Hayek F,et al.Membrane-derived microvesicles: important and underappreciated mediators of cell-tocell communication[J].Leukemia,2006,20(9):1487-1495.

[8]Lai RC,Chen TS,Lim SK.Mesenchymal stem cell exosome: a novel stem cell-based therapy for cardiovascular disease[J].Regen Med,2011,6(4):481-492.

[9]Hu GW,Li Q,Niu X,et al.Exosomes secreted by human-induced pluripotent stem cell-derived mesenchymal stem cells attenuate limb ischemia by promoting angiogenesis in mice[J].Stem Cell Res Ther,2015,6(1):10.

[10]Zhang J,Guan J,Niu X,et al.Exosomes released from human induced pluripotent stem cells-derived MSCs facilitate cutaneous wound healing by promoting collagen synthesis and angiogenesis[J].J Transl Med,2015,13:49.

[11]Zhang B,Wang M,Gong A,et al.HucMSC-Exosome Mediated-Wnt4 Signaling Is Required for Cutaneous Wound Healing[J].Stem Cells,2015,33(7):2158-2168.

[12]Kordelas L,Rebmann V,Ludwig A K,et al.MSC-derived exosomes: a novel tool to treat therapy-refractory graft-versus-host disease[J]. Leukemia,2014,28(4):970-973.

[13]Zhou Y,Xu H,Xu W,et al.Exosomes released by human umbilical cord mesenchymal stem cells protect against cisplatin-induced renal oxidative stress and apoptosis in vivo and in vitro[J].Stem Cell Res Ther,2013,4(2):34.

[14]Tan CY,Lai RC,Wong W,et al.Mesenchymal stem cell-derived exosomes promote hepatic regeneration in drug-induced liver injury models[J].Stem Cell Res Ther,2014,5(3):76.

[15]Yu B,Shao H,Su C,et al.Exosomes derived from MSCs ameliorate retinal laser injury partially by inhibition of MCP-1[J].Sci Rep,2016,6:34562.

[16]Zhang S,Chu WC,Lai RC,et al.Exosomes derived from human embryonic mesenchymal stem cells promote osteochondral regeneration[J].Osteoarthritis Cartilage,2016,24(12):2135-2140.

[17]Qi X,Zhang J,Yuan H,et al.Exosomes Secreted by Human-Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Mesenchymal Stem Cells Repair Critical-Sized Bone Defects through Enhanced Angiogenesis and Osteogenesis in Osteoporotic Rats[J].Int J Biol Sci,2016,12(7):836-849.

[18]Quesenberry PJ,Dooner MS,Aliotta J M.Stem cell plasticity revisited: the continuum marrow model and phenotypic changes mediated by microvesicles[J].Exp Hematol,2010,38(7):581-592.

[19]Turchinovich A,Samatov TR,Tonevitsky A G,et al.Circulating miRNAs: cell-cell communication function?[J].Front Genet,2013,4:119.

[20]Kowal J,Tkach M,Thery C.Biogenesis and secretion of exosomes[J]. Curr Opin Cell Biol,2014,29:116-125.

[21]Yu B,Zhang X,Li X.Exosomes derived from mesenchymal stem cells[J].Int J Mol Sci,2014,15(3):4142-4157.

[22]Yanez-Mo M,Siljander PR,Andreu Z,et al.Biological properties of extracellular vesicles and their physiological functions[J].J Extracell Vesicles,2015,4:27066.

[23]Vlassov AV,Magdaleno S,Setterquist R,et al.Exosomes: current knowledge of their composition, biological functions, and diagnostic and therapeutic potentials[J].Biochim Biophys Acta,2012,1820(7):940-948.

[24]Lai RC,Arslan F,Lee M M,et al.Exosome secreted by MSCreduces myocardial ischemia/reperfusion injury[J].Stem Cell Res,2010,4(3):214-222.

[25]Zou X,Zhang G,Cheng Z,et al.Microvesicles derived from human Wharton's Jelly mesenchymal stromal cells ameliorate renal ischemia-reperfusion injury in rats by suppressing CX3CL1[J].Stem Cell Res Ther,2014,5(2):40.

[26]Cantaluppi V,Biancone L,Figliolini F,et al.Microvesicles derived from endothelial progenitor cells enhance neoangiogenesis of human pancreatic islets[J]. Cell Transplant,2012,21(6):1305-1320.

[27]Cantaluppi V,Gatti S,Medica D,et al.Microvesicles derived from endothelial progenitor cells protect the kidney from ischemiareperfusion injury by microRNA-dependent reprogramming of resident renal cells[J].Kidney Int,2012,82(4):412-427.

[28]Bian S,Zhang L,Duan L,et al.Extracellular vesicles derived from human bone marrow mesenchymal stem cells promote angiogenesis in a rat myocardial infarction model[J].J Mol Med (Berl),2014,92(4):387-397.

[29]Lopatina T,Bruno S,Tetta C,et al.Platelet-derived growth factor regulates the secretion of extracellular vesicles by adipose mesenchymal stem cells and enhances their angiogenic potential[J]. Cell Commun Signal,2014,12:26.

[30]Zhao Y,Sun X,Cao W,et al.Exosomes Derived from Human Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells Relieve Acute Myocardial Ischemic Injury[J].Stem Cells Int,2015,2015:761643.

[31]Bruno S,Grange C,Collino F,et al.Microvesicles derived from mesenchymal stem cells enhance survival in a lethal model of acute kidney injury[J].PLoS One,2012,7(3):e33115.

[32]Ratajczak MZ,Kim C H,Abdel-Latif A,et al.A novel perspective on stem cell homing and mobilization: review on bioactive lipids as potent chemoattractants and cationic peptides as underappreciated modulators of responsiveness to SDF-1 gradients[J]. Leukemia,2012,26(1):63-72.

[33]Gross JC,Chaudhary V,Bartscherer K,et al.Active Wnt proteins are secreted on exosomes[J].Nat Cell Biol,2012,14(10):1036-1045.

[34]Valadi H,Ekstrom K,Bossios A,et al.Exosome-mediated transfer of mRNAs and microRNAs is a novel mechanism of genetic exchange between cells[J].Nat Cell Biol,2007,9(6):654-659.

[35]Montecalvo A,Larregina AT,Shufesky WJ,et al.Mechanism of transfer of functional microRNAs between mouse dendritic cells via exosomes[J].Blood,2012,119(3):756-766.

[36]Muller G,Schneider M,Biemer-Daub G,et al.Microvesicles released from rat adipocytes and harboring glycosylphosphatidylinositolanchored proteins transfer RNA stimulating lipid synthesis[J]. Cell Signal,2011,23(7):1207-1223.

[37]Skog J,Wurdinger T,van Rijn S,et al.Glioblastoma microvesicles transport RNA and proteins that promote tumour growth and provide diagnostic biomarkers[J].Nat Cell Biol,2008,10(12):1470-1476.

[38]Wang S,Cesca F,Loers G,et al.Synapsin I is an oligomannosecarrying glycoprotein, acts as an oligomannose-binding lectin, and promotes neurite outgrowth and neuronal survival when released via glia-derived exosomes[J].J Neurosci,2011,31(20):7275-7290.

[39]Lindoso RS,Collino F,Bruno S,et al.Extracellular vesicles released from mesenchymal stromal cells modulate miRNA in renal tubular cells and inhibit ATP depletion injury[J].Stem Cells Dev,2014,23(15):1809-1819.

[40]Oehmcke S,Westman J,Malmstrom J,et al.A novel role for pro-coagulant microvesicles in the early host defense against streptococcus pyogenes[J].PLoS Pathog,2013,9(8):e1003529.

[41]Katsuda T,Kosaka N,Takeshita F,et al.The therapeutic potential of mesenchymal stem cell-derived extracellular vesicles[J].Proteomi cs,2013,13(10-11):1637-1653.

[42]Xin H,Li Y,Buller B,et al.Exosome-mediated transfer of miR-133b from multipotent mesenchymal stromal cells to neural cells contributes to neurite outgrowth[J].Stem Cells,2012,30(7):1556-1564.

[43]Arslan F,Lai RC,Smeets MB,et al.Mesenchymal stem cell-derived exosomes increase ATP levels, decrease oxidative stress and activate PI3K/Akt pathway to enhance myocardial viability and prevent adverse remodeling after myocardial ischemia/reperfusion injury[J]. Stem Cell Res,2013,10(3):301-312.

[44]Chen HH,Lai PF,Lan YF,et al.Exosomal ATF3 RNA attenuates pro-inflammatory gene MCP-1 transcription in renal ischemiareperfusion[J].J Cell Physiol,2014,229(9):1202-1211.

[45]Gatti S,Bruno S,Deregibus MC,et al.Microvesicles derived from human adult mesenchymal stem cells protect against ischaemiareperfusion-induced acute and chronic kidney injury[J].Nephrol Dial Transplant,2011,26(5):1474-1483.

[46]Strassburg S,Hodson N W,Hill P I,et al.Bi-directional exchange of membrane components occurs during co-culture of mesenchymal stem cells and nucleus pulposus cells[J].PLoS One,2012,7(3):e33739.

[47]Tao SC,Yuan T,Zhang YL,et al.Exosomes derived from miR-140-5p-overexpressing human synovial mesenchymal stem cells enhance cartilage tissue regeneration and prevent osteoarthritis of the knee in a rat model[J].Theranostics,2017,7(1):180-195.

[48]Maumus M,Jorgensen C,Noel D.Mesenchymal stem cells in regenerative medicine applied to rheumatic diseases: role of secretome and exosomes[J].Biochimie,2013,95(12):2229-2234.

[49]Qazi KR,Gehrmann U,Domange JE,et al.Antigen-loaded exosomes alone induce Th1-type memory through a B-cell-dependent mechanism[J].Blood,2009,113(12):2673-2683.

[50]Yeo RW,Lai RC,Zhang B,et al.Mesenchymal stem cell: an eff l cient mass producer of exosomes for drug delivery[J].Adv Drug Deliv Rev,2013,65(3):336-341.

[51]Marigo I,Dazzi F.The immunomodulatory properties of mesenchymal stem cells[J]. Semin Immunopathol,2011,33(6):593-602.

[52]Timmers L,Lim SK,Hoefer IE,et al.Human mesenchymal stem cell-conditioned medium improves cardiac function following myocardial infarction[J]. Stem Cell Res,2011,6(3):206-214.

Biological Function and Clinical Applications of Exosome Serected by Stem Cells

ZHANG Jing,YI Yang-yan
(Department of Plastic Surgery,the Second Afflicated Hospital of Nanchang University,Nanchang 330000,Jiangxi,China)

Exosomes are secreted by the diameter of 30-100nm small vesicles,containing from the cell-related proteins and nucleotides and other biomolecules, in the cell exchange between the important role. Recent studies have found that stem cellsderived exosomes can effectively transfer bioactive substances, such as mRNA, microRNA, protein and so on. Exosome has many important biological functions such as reduced apoptosis, relieved inflammation, promoting angiogenesis, inhibiting flbrosis, increase the potential for tissue repair. It has a good clinical application prospect in the regulation of tissue regeneration. The biological characteristics and the research progress clinical application of exosomes in stem cells are reviewed in this paper.

exosome;stem cell;biological function;tissue repair;application prospect

R329.2

A

1008-6455(2017)04-0136-05

2016-10-13

2017-03-28

編輯/張惠娟

易陽艷,南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院整形美容科,副教授,碩士生導(dǎo)師;研究方向:脂肪組織工程;E-mail:yyy0218@126.com

猜你喜歡
生物學(xué)研究
FMS與YBT相關(guān)性的實(shí)證研究
2020年國內(nèi)翻譯研究述評
遼代千人邑研究述論
谷稗的生物學(xué)特性和栽培技術(shù)
視錯覺在平面設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與研究
科技傳播(2019年22期)2020-01-14 03:06:54
初中生物學(xué)糾錯本的建立與使用
初中生物學(xué)糾錯本的建立與使用
EMA伺服控制系統(tǒng)研究
新版C-NCAP側(cè)面碰撞假人損傷研究
Keller-Segel生物學(xué)方程組周期解的爆破
主站蜘蛛池模板: 国产噜噜噜视频在线观看| 午夜毛片免费观看视频 | 国产噜噜在线视频观看| 8090成人午夜精品| 久热中文字幕在线观看| 国产一区三区二区中文在线| 97精品久久久大香线焦| 欧美激情伊人| 久久午夜夜伦鲁鲁片不卡 | 老司机午夜精品网站在线观看 | 中文无码精品A∨在线观看不卡 | 日本一区二区三区精品国产| 成人午夜天| av一区二区三区在线观看| 全部毛片免费看| 欧美日韩在线成人| 国产91av在线| 国产在线精品网址你懂的| 污视频日本| 欧美一级高清视频在线播放| 亚洲第一视频免费在线| 中文字幕在线视频免费| 国产精品hd在线播放| 成人免费视频一区| 黄色一及毛片| 国产精品流白浆在线观看| 亚洲欧美一区二区三区麻豆| 在线观看无码av免费不卡网站| 91九色最新地址| 日本高清在线看免费观看| 无码内射在线| 日本亚洲欧美在线| 久久国产V一级毛多内射| 一级香蕉视频在线观看| 欧美在线三级| 亚洲色图另类| 找国产毛片看| 五月综合色婷婷| 亚洲精品少妇熟女| 亚洲Av激情网五月天| 成人在线观看一区| 波多野结衣无码中文字幕在线观看一区二区 | 成人一级黄色毛片| 视频一本大道香蕉久在线播放| 国产91在线|日本| 国产另类乱子伦精品免费女| 亚洲愉拍一区二区精品| 热伊人99re久久精品最新地| 日本人妻丰满熟妇区| 色综合激情网| 免费A∨中文乱码专区| 免费高清毛片| 五月激激激综合网色播免费| 99re经典视频在线| 亚洲天堂久久| 国产成人做受免费视频| 欧美一区精品| av天堂最新版在线| 久久超级碰| 先锋资源久久| 国产视频自拍一区| WWW丫丫国产成人精品| 国产毛片基地| 亚洲视频影院| 国禁国产you女视频网站| 亚洲欧美另类日本| 熟妇无码人妻| 国产国模一区二区三区四区| 91综合色区亚洲熟妇p| 亚洲天堂区| 国产噜噜噜视频在线观看 | 六月婷婷精品视频在线观看| A级毛片高清免费视频就| 国产精品99久久久久久董美香| jizz在线观看| 国产屁屁影院| 亚洲成a人片77777在线播放 | 丁香婷婷激情网| 三级视频中文字幕| 亚洲国产欧美目韩成人综合| 伊伊人成亚洲综合人网7777| 久久久国产精品无码专区|