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综述:脂肪来源干细胞外泌体在伤口愈合中的作用机制及治疗潜力
《Biomarker Research》:Adipose-derived stem cell exosomes: mechanisms and therapeutic potentials in wound healing
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月22日 来源:Biomarker Research 9.5
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这篇综述系统阐述了脂肪来源干细胞外泌体(ADSC-Exos)通过递送非编码RNA(ncRNAs)、细胞因子等生物活性分子,调控炎症反应(如M1/M2巨噬细胞极化)、促进血管生成(VEGF/HIF-1α通路)和胶原重塑(miR-192-5p/IL-17RA轴),从而加速糖尿病溃疡等慢性伤口修复的分子机制。文章还探讨了基因编辑(如miR-21过表达)、低氧预处理和生物材料(如Pluronic F-127水凝胶)联合应用等工程化策略,为开发无细胞再生疗法提供了新视角。
当皮肤受损时,中性粒细胞和巨噬细胞迅速聚集清除病原体,但过度炎症会阻碍愈合。ADSC-Exos携带的环状RNA circRps5像海绵一样吸附miR-124-3p,解除其对DUSP1的抑制,从而阻断MAPK通路过度激活,将促炎的M1型巨噬细胞转化为修复型的M2表型。低氧预处理的ADSC-Exos中miR-146a-5p含量飙升,通过抑制JAZF1激活STAT3,进一步强化VEGFA驱动的血管新生。这种精准的免疫开关作用,在糖尿病小鼠模型中使伤口炎症因子TNF-α水平下降超过60%。
角质形成细胞和成纤维细胞是再上皮化的主力军。ADSC-Exos中的长链非编码RNA MALAT1通过抑制miR-378a,释放成纤维细胞生长因子FGF2的翻译潜能,使人类瘢痕成纤维细胞迁移速度提高2.3倍。在高糖环境中,外泌体递送的miR-132激活PI3K/AKT通路,像给细胞装上"涡轮增压器",使HaCaT细胞增殖率提升至对照组的178%。更有趣的是,负载ADSC-Exos的温敏性Pluronic F-127水凝胶可实现缓释,在14天内持续维持治疗部位外泌体浓度>1×1010 particles/mL。
慢性伤口面临的血供困境被ADSC-Exos巧妙破解。低氧诱导的lncRNA H19像分子保镖般保护HIF-1α免遭泛素化降解,使VEGFA转录活性增强3.5倍。工程化过表达的miR-125a则精准打击血管抑制因子DLL4,促使CD34+血管内皮尖端细胞数量增加2.1倍。在糖尿病大鼠模型中,这种双重作用使伤口微血管密度达到正常皮肤的92.4%,远超对照组(47.8%)。
瘢痕增生是愈合的常见败笔。ADSC-Exos中的miR-192-5p像分子剪刀,剪断IL-17RA/Smad促纤维化信号轴,使增生性瘢痕成纤维细胞的I型胶原分泌量减少63%。而miR-181a则通过激活去乙酰化酶SIRT1,使α-SMA+肌成纤维细胞比例从38%降至11%。在ECM水凝胶辅助下,ADSC-Exos治疗组的胶原纤维排列规则度评分达到8.7/10,接近正常皮肤(9.5/10)。
研究人员通过基因编辑让ADSC过表达linc00511,其外泌体可阻断PAQR3介导的Twist1泛素化降解,使糖尿病足溃疡血管网络重建速度加快2.4倍。低氧预处理(5% O2)则让外泌体circ-Snhg11含量提升15倍,通过miR-144-3p/HIF-1α轴促进巨噬细胞向修复型转化。而壳聚糖-αβ-甘油磷酸水凝胶就像"外泌体仓库",在28天内缓释率仍保持初始剂量的68.3%。
尽管ADSC-Exos在动物模型中展现惊人疗效,大规模生产仍面临挑战。新型超速分离系统EXODUS将外泌体纯度提升至90%以上,而3D生物反应器使产量增加3倍。7项临床试验初步证实,外泌体治疗在激光术后修复和压力性溃疡中安全性良好,完全愈合率最高达100%。未来,多组学分析和机器学习将助力开发更精准的"智能外泌体鸡尾酒疗法"。
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