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综述:精准工程化外泌体在促进伤口愈合和瘢痕修复中的应用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月24日 来源:Journal of Translational Medicine 6.1
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这篇综述系统阐述了工程化外泌体(eExo)在慢性难愈性创面(慢性伤口)和病理性瘢痕治疗中的突破性进展。作者详细解析了外泌体的"4促"(促细胞增殖、促血管生成、促ECM沉积、促神经再生)和"5抗"(抗炎、抗纤维化、抗凋亡、抗衰老、抗氧化)功能机制,通过预处理、基因修饰、生物材料整合等工程策略(如miR-31-5p/HIF-1α、PI3K/Akt/eNOS通路调控),显著提升靶向性和疗效,为再生医学提供新范式。
生理性伤口愈合经历精确调控的四个阶段:止血期(血小板活化与纤维蛋白凝块形成)、炎症期(中性粒细胞/单核细胞募集与促炎因子释放)、增殖期(角质形成细胞/成纤维细胞活化、血管新生和肉芽组织形成)以及重塑期(ECM重构与成熟瘢痕形成)。当该过程失调时,会导致两种病理结局:慢性伤口(糖尿病溃疡、血管性溃疡、压力性溃疡)和病理性瘢痕(瘢痕疙瘩与增生性瘢痕)。
传统细胞疗法虽能直接替换损伤细胞,但存在致瘤性、供体年龄限制等瓶颈。无细胞疗法(如条件培养基CM)因活性成分易降解而疗效受限。外泌体(30-150 nm)作为天然细胞间通讯载体,具有非免疫原性、生物相容性好等优势,但其天然形式存在靶向性不足、载药效率低等问题。
预处理技术:低氧预处理人脂肪干细胞(hASC)通过PI3K/Akt通路增强外泌体促愈合能力;阿托伐他汀预处理使骨髓MSC外泌体miR-221-3p上调,通过AKT/eNOS通路加速糖尿病伤口血管新生。
基因工程:过表达miR-29a的外泌体靶向TGF-β2/Smad3通路抑制瘢痕形成;负载miR-21-5p的外泌体通过Wnt/β-catenin信号促进角质细胞迁移。
生物材料整合:丝素蛋白贴片(SFP)搭载miR-146a-eExo可协同抑制IRAK1,实现创面抗炎与窄瘢痕愈合;氧纳米泡(ONB)修饰的外泌体水凝胶通过局部氧释放改善缺血性伤口。
慢性伤口:靶向调控HIF-1α/VEGFA(血管新生)、miR-125b/TP53INP1(抗内皮细胞凋亡)、Nrf2(抗氧化)等通路。
病理性瘢痕:抑制TGF-β1/α-SMA(肌成纤维细胞转化)、NF-κB(炎症)、YAP/TAZ(机械应力响应)等关键节点。兔耳模型显示,miR-141-3p@可溶性微针阵列通过下调TGF-β2/Smad通路使瘢痕厚度减少40%。
目前全球注册的10项临床试验中,韩国团队采用脂肪干细胞外泌体联合CO2点阵激光治疗痤疮瘢痕(NCT03373201),12周后患者瘢痕外观显著改善。但规模化生产、免疫原性调控(自体vs异体外泌体)和标准化评估体系仍是主要瓶颈。未来方向包括自动化生物反应器生产、多组学指导的个性化载药方案,以及仿生纳米泡等新型递送系统开发。
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