综述:干细胞分泌组中细胞外囊泡及其蛋白冠的分子动力学

【字体: 时间:2025年08月24日 来源:Stem Cell Reviews and Reports 4.2

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  这篇综述深入探讨了干细胞来源的细胞外囊泡(SC-EVs)及其动态蛋白冠(protein corona)在组织修复中的关键作用,揭示了蛋白冠通过调控囊泡靶向摄取(targeted uptake)增强治疗潜能的分子机制,并展望了通过表面工程优化无细胞疗法(cell-free therapies)的新策略。

  

Abstract

干细胞在组织修复中扮演双重角色:既能分化为特定细胞替代损伤组织,又能通过分泌组(secretome)释放再生信号。其中,干细胞来源的细胞外囊泡(SC-EVs)作为细胞间通讯的核心载体,通过递送蛋白质、核酸等分子 cargo 调控受体细胞的信号通路(如Wnt/β-catenin)、代谢重编程(metabolic reprogramming)和表观遗传修饰。最新研究发现,SC-EVs表面会动态吸附微环境中的蛋白质,形成具有情境依赖性的蛋白冠(protein corona),该结构通过特异性结合细胞表面受体(如整合素integrins),显著提升囊泡的靶向性和治疗效率。

Graphical Abstract

蛋白冠的生物学功能呈现多维度特征:在衰老调控中,年轻SC-EVs的蛋白冠富含SOD2+抗氧化蛋白,可逆转衰老细胞的线粒体功能障碍;在组织再生方面,肝素结合蛋白(heparin-binding proteins)组成的冠状层能定向富集于损伤部位,促进血管新生(angiogenesis)。值得注意的是,低氧预处理(hypoxia-preconditioning)可使SC-EVs蛋白冠的促再生因子(如HGFα)含量提升3.2倍,这为工程化改造提供了天然优化策略。

蛋白冠的工程化策略

表面电荷调制(surface charge modulation)和配体嫁接(ligand conjugation)是目前两大技术路径:

  1. 1.

    阳离子聚合物(如PEI25kDa)修饰可增强蛋白冠与带负电荷的损伤基质结合力;

  2. 2.

    整合素特异性肽段(iRGD)的引入使肿瘤靶向效率提升7.8倍。最新开发的"分子印迹"技术(molecular imprinting)甚至能记忆特定组织微环境蛋白指纹,实现精准递送。

这些发现为开发模块化(modular)治疗平台指明方向——通过理性设计蛋白冠组成,可赋予SC-EVs跨越血脑屏障(BBB)或富集于心肌梗死区的特殊能力,为退行性疾病和急性损伤提供新一代无细胞治疗方案。

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