综述:外泌体介导的巨噬细胞极化:糖尿病伤口愈合的创新路径

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:International Immunopharmacology 4.8

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  这篇综述系统阐述了外泌体(Exosomes)通过调控巨噬细胞极化(M1/M2表型转换)改善糖尿病伤口愈合的机制与前景。文章聚焦糖尿病伤口病理特征(慢性炎症、血管生成障碍)、巨噬细胞极化失衡(M1持续活化/M2功能抑制)及外泌体的多重作用(免疫调节、靶向递药),为开发新型治疗策略提供了理论依据。

  

Abstract
糖尿病伤口愈合障碍与巨噬细胞极化失衡密切相关。巨噬细胞从促炎性M1表型向抗炎修复性M2表型的转换是正常伤口愈合的关键,但糖尿病环境下这一过程受阻。外泌体作为细胞间通讯载体,可通过递送生物活性分子(如miRNA、蛋白质)调控巨噬细胞极化,改善炎症微环境并促进组织修复。此外,工程化外泌体作为药物递送系统,具有靶向性强、免疫原性低等优势,为糖尿病伤口治疗提供了新思路。

Introduction
糖尿病慢性伤口以持续炎症、血管生成障碍和免疫失调为特征。巨噬细胞在伤口愈合中发挥核心作用:M1型分泌TNF-α、ROS等促炎因子清除病原体,M2型通过IL-10、TGF-β等促进组织修复。糖尿病状态下,高糖环境导致M1表型持续活化,而M2功能受抑,形成"炎症-修复"失衡。外泌体(30-150 nm)携带母细胞特征性分子,可通过旁分泌途径调节受体细胞功能,成为逆转巨噬细胞极化失衡的潜在工具。

Macrophage polarization in normal wound healing
急性伤口愈合分为炎症期、增殖期和重塑期。正常愈合过程中,巨噬细胞表型随时间动态变化:早期M1主导(杀菌消炎),后期M2主导(促血管生成和胶原沉积)。这一转换受微环境信号(如IFN-γ/IL-4比例)精确调控,而糖尿病伤口中持续高水平的TNF-α和晚期糖基化终产物(AGEs)破坏了这种平衡。

Discovery and development of exosomes
自1983年首次发现以来,外泌体从"代谢废物载体"被重新定义为重要的细胞间通讯介质。其磷脂双分子层结构可保护内容物(如miR-21-5p、HIF-1α)免于降解,并通过膜蛋白(如CD9、CD63)介导靶向递送。糖尿病伤口微环境中,外泌体可通过传递抗炎信号(如IL-10 mRNA)或抑制NF-κB通路,促进M2极化。

Exosomes derived from stem cells
间充质干细胞(MSCs)来源的外泌体表现出显著的治疗潜力。例如,脐带MSC-exo可通过传递Wnt4蛋白激活β-catenin通路,同时下调TLR4信号,协同促进M2极化。脂肪干细胞(ADSC)外泌体则富含促血管因子(VEGF165
),能改善糖尿病伤口的血液灌注。

Hypoxic preconditioning
缺氧预处理可增强外泌体疗效。低氧环境(1% O2
)培养的MSCs分泌外泌体中HIF-1α含量升高,通过调节糖酵解关键酶(如HK2)增强巨噬细胞的代谢重编程,进而促进其向M2表型转化。

Conclusion and future perspectives
尽管工程化外泌体(如负载miR-146a的外泌体)在动物模型中显示出加速伤口闭合的效果,但规模化生产、标准化分离和靶向递送效率仍是临床转化难点。未来研究可结合生物材料(如水凝胶)延长外泌体局部滞留时间,或通过CRISPR技术编辑外泌体内容物以精确调控巨噬细胞极化。

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