三维培养hADSCs外泌体递送circ_0011129协同抗皮肤光老化的机制研究

【字体: 时间:2025年09月05日 来源:Frontiers in Genetics 2.8

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  本研究创新性构建了三维培养人脂肪间充质干细胞(hADSCs)来源的外泌体(3D-Exo)负载环状RNA circ_0011129的功能化载体(3D-circ-Exo),通过体外慢性UVA(5 J/cm2/d)诱导的人真皮成纤维细胞(HDFs)光老化模型,证实3D-circ-Exo能协同抑制细胞周期阻滞蛋白(p53/p21/p16)表达,显著恢复胶原I和弹性蛋白水平,为临床光老化干预提供了新型多靶点策略。

  

三维培养技术与外泌体递送的创新融合

研究团队通过微载体三维培养系统构建了人脂肪间充质干细胞(hADSCs)的三维培养体系,采用慢病毒转染技术成功建立了circ_0011129过表达的稳定细胞系。通过差速离心法分离获得的外泌体(3D-Exo)经鉴定显示:三维培养显著提升了外泌体产量和生物活性。利用发散/收敛引物扩增、Sanger测序和RNase R消化实验证实,3D-circ-Exo中circ_0011129保持了完整的环状结构,且比线性RNA具有更强的核酸酶抗性。

慢性光老化模型的病理特征解析

建立7天UVA(365 nm,5 J/cm2/d)慢性照射的HDFs模型显示:紫外线诱导的氧化应激导致衰老相关β-半乳糖苷酶(SA-β-gal)阳性细胞增加3.2倍,p53/p21/p16蛋白表达显著上调,同时伴随I型胶原和弹性蛋白含量下降超过50%。这些结果印证了光老化的两大核心病理特征:细胞周期阻滞和细胞外基质代谢紊乱。

功能化外泌体的协同抗衰机制

在治疗干预实验中,3D-circ-Exo展现出显著优于普通3D-Exo的疗效:

  1. 1.

    细胞衰老方面:使SA-β-gal阳性细胞减少68%,较3D-Exo组额外降低23%;p16蛋白表达下调41%

  2. 2.

    基质保护方面:胶原I含量恢复至正常组的82%,弹性蛋白水平提升2.3倍

    这种协同效应源于:三维培养外泌体本身富含的生长因子(如bFGF)和circ_0011129通过吸附miR-6732-5p调控胶原/弹性蛋白代谢的双重作用。

临床转化的挑战与前景

尽管3D-circ-Exo在体外显示出卓越的抗光老化效果,研究者指出工业化生产需要解决三大瓶颈:

  1. 1.

    大规模三维培养的生物反应器优化

  2. 2.

    外泌体冻存稳定性问题

  3. 3.

    透皮递送效率提升

    该研究为开发同时靶向细胞衰老和基质降解的多功能抗衰制剂提供了新思路,未来需在大型动物模型中验证其长期安全性。

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