《Tissue and Cell》：Human Dermal Fibroblast-Derived Exosomes Attenuate UVB-Induced Photoaging Phenotypes by Reducing Oxidative DNA Damage and Modulating PGC-1α/Nrf2 Signaling
编辑推荐：
•HDFs-EXO 恢复 UVB 损伤 HDFs 的活力和细胞周期进程。•HDFs-EXO 减少 ROS、炎性细胞因子、MMP-1 和胶原流失。•HDFs-EXO 减轻由 8-OHdG 和 γH2AX 介导的氧化性 DNA 损伤。•PGC-1α 敲低通过 Nrf2 通路削弱
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HDFs-EXO 恢复 UVB 损伤 HDFs 的活力和细胞周期进程。
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HDFs-EXO 减少 ROS、炎性细胞因子、MMP-1 和胶原流失。
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HDFs-EXO 减轻由 8-OHdG 和 γH2AX 介导的氧化性 DNA 损伤。
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PGC-1α 敲低通过 Nrf2 通路削弱 HDFs-EXO 的保护作用。
引言
皮肤衰老源于内在生物程序和外部应激源。在这些外部因素中，紫外线（UV）辐射，特别是紫外线 B（UVB），促进活性氧（ROS）的积累，导致 DNA 和蛋白质的氧化损伤，从而促成皮肤衰老及相关疾病 (Puizina-Ivi?, 2008, Qian et al., 2022)。在氧化和炎症条件下，碳酸盐自由基阴离子可促进鸟嘌呤氧化并产生如 8-氧代 -7,8-二氢鸟嘌呤（8-oxoG）等损伤，这可能通过 DNA 修复偶联的表观遗传机制影响基因表达 (Fleming and Burrows, 2020)。这些氧化损伤连同其他形式的 UV 诱导的 DNA 损伤，激活细胞 DNA 损伤反应。在此过程中，组蛋白 H2AX 在 Ser139 处的磷酸化生成 γH2AX，作为招募 DNA 损伤反应和修复蛋白的平台 (Georgoulis et al., 2017)。持续的氧化应激和炎症也会增加基质金属蛋白酶（MMPs）的表达，包括 MMP-1、MMP-3 和 MMP-9，从而促进细胞外基质（ECM）降解并加速光衰老 (Pittayapruek et al., 2016)。因此，限制氧化性 DNA 损伤、ROS 积累和 MMP 表达可能有助于减轻光衰老。
外泌体（EXO）是介导细胞间通讯的纳米级细胞外囊泡 (Yang et al., 2019)。脂肪来源干细胞（ADSC）衍生的 EXO 抑制过度的 MMP 表达，并增强 I 型胶原（COL-1）和弹性蛋白的产生 (Choi et al., 2019)。携带长链非编码 RNA H19 的 EXO 减少 MMP 产生、DNA 损伤和 ROS，同时增加 UVB 暴露的人皮肤成纤维细胞（HSF）细胞中的胶原产生 (Gao et al., 2023)。值得注意的是，人真皮成纤维细胞衍生的 EXO（HDFs-EXO）可保护免受 UVB 诱导的损伤 (Park et al., 2023)，但它们在 DNA 损伤修复和氧化还原调节中的作用仍定义不清。这一缺口具有相关性，因为 HDFs 协调皮肤微环境内的 ECM 重塑 (Tienda-Vazquez et al., 2023)。
过氧化物酶体增殖物激活受体 gamma 共激活因子 1-α（PGC-1α）是一种转录共激活因子，协调线粒体生物发生和抗氧化防御。它调节抗氧化酶，包括超氧化物歧化酶 2（SOD2）和谷胱甘肽过氧化物酶 1（GPX1），从而增强细胞对氧化损伤的抵抗力 (Halling and Pilegaard, 2020, St-Pierre et al., 2006, Suntar et al., 2020)。核因子 E2 相关因子 2（Nrf2）是抗氧化防御的另一个核心调节因子。在应对氧化应激时，Nrf2 易位至细胞核并诱导保护性基因，包括 NAD(P)H 醌氧化还原酶 1（NQO1）和血红素加氧酶 -1（HO-1）(Lee et al., 2005, Battino et al., 2018, Lee et al., 2022)。证据进一步表明，PGC-1α 可与 Nrf2 合作以增强抗氧化信号 (Zhi et al., 2020)。据报道，间充质干细胞（MSC）衍生的 EXO 可调节与 Nrf2 和 PGC-1α 相关的信号 (Wang et al., 2020, Kang et al., 2022, Zhuang et al., 2025)。特别是，脂肪来源干细胞（ADSC）衍生的外泌体 microRNA-125b-5p（miR-125b-5p）可通过抑制 Kelch 样 ECH 相关蛋白 1（Keap1）来增强 Nrf2 信号 (Shen et al., 2023)。
综上所述，这些发现表明 PGC-1α/Nrf2 相关的抗氧化信号可能有助于外泌体介导的细胞保护。然而，HDFs-EXO 是否减轻 UVB 诱导的氧化性 DNA 损伤以及 PGC-1α/Nrf2 信号是否有助于这些效应仍不清楚。因此，本研究旨在评估 HDFs-EXO 对 HDFs 中 UVB 诱导的光衰老的保护作用，并调查 PGC-1α/Nrf2 信号的潜在参与。
章节摘要
细胞培养
本研究使用的 HDFs 购自 Stem Recell（中国上海）。用于 HDFs-EXO 制备的供体 HDFs 和用于 UVB/HDFs-EXO 实验的受体 HDFs 均为第 5 代。细胞在补充了 10% 胎牛血清（FBS; FSD500, Excell Bio, 中国）的 RPMI 1640 培养基（11875093, Gibco, 中国）中，于 37°C、湿润的 5% CO2 培养箱中培养。HDFs 使用 SH4B-T UV 光疗仪器（Sigma, 中国）接受单次 90 mJ/cm2 的 UVB 照射，之后
HDFs-EXO 的鉴定
在培养和传代过程中通过显微镜监测 HDF 形态（补充图 1 A）。通过免疫荧光检测 P3 细胞中波形蛋白和角蛋白 15 的阳性表达，发现波形蛋白的阳性表达超过 95%（补充图 1B）。在检查 HDFs-EXO 对 UVB 诱导的光衰老的影响之前，我们对分离的囊泡进行了表征。透射电子显微镜显示直径为
讨论
本研究表明，HDFs-EXO 可减轻真皮成纤维细胞中 UVB 诱导的光衰老表型。观察到的效应包括氧化性 DNA 损伤减少、细胞活力改善以及 ECM 相关蛋白表达保留，其中 PGC-1α/Nrf2 信号似乎参与其中。由于 PGC-1α/Nrf2 信号与抗氧化防御密切相关，HDFs-EXO 可能值得进一步评估用于光衰老相关的皮肤损伤。先前的研究报告称，来自各种干细胞的 EXO
结论
在这项体外研究中，HDFs-EXO 减轻了 UVB 诱导的光衰老表型，伴有氧化性 DNA 损伤减少和 PGC-1α/Nrf2 信号改变。这些发现突出了 HDFs-EXO 作为对抗皮肤衰老治疗策略的潜力。
资助
本研究未收到公共、商业或非营利部门资助机构的任何特定拨款。
伦理声明
本研究不涉及人类或动物受试者，因此无需伦理批准。研究方案遵循期刊制定的指南。
CRediT 作者贡献声明
金黄：写作 – 审查与编辑，方法论，概念化。 吴冬梅：写作 – 审查与编辑，写作 – 初稿，调查，形式分析，数据整理。 季强：写作 – 初稿，调查，形式分析，数据整理。 陈启琼：写作 – 审查与编辑，方法论，概念化。 邱禾：写作 – 初稿，调查，形式分析，数据整理。
写作过程中生成式 AI 和 AI 辅助技术的声明
作者声明在本手稿的写作、分析、数据解释、图表准备或任何其他部分均未使用生成式 AI 或 AI 辅助技术。手稿的所有内容均由作者准备和审查。
致谢
不适用。
作者贡献
H.Q. 和 Q.J. 参与了数据收集、形式分析、手稿准备和起草。C.Q.C. 和 J.H. 贡献了概念化、方法论、审查和编辑。D.M.W. 贡献了修订和最终批准拟发表版本，并对工作的所有方面负责。所有作者已阅读并批准提交的手稿。
邱禾 | 季强 | 陈启琼 | 金黄 | 吴冬梅
