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干细胞来源的外泌体对于减少皮肤衰老至关重要

 干细胞与外泌体 2023-07-18 发布于广东

干细胞衍生的外泌体在美容皮肤病学中的作用被发现越来越重要。外泌体是由细胞释放的小型细胞外纳米囊泡,其在皮肤护理、组织再生和皮肤病方面的潜力已被探索。

作为再生医学的前沿技术,外泌体的治疗价值在于其能够调节细胞微环境、调节基因表达和诱导细胞分化,从而对皮肤健康产生积极影响。

在皮肤护理方面,外泌体已被用于减少皱纹、改善皮肤纹理和水合作用、增强皮肤弹性,以及减少紫外线辐射引起的炎症和损伤。此外,外泌体已被用于促进皮肤伤口的组织再生和治疗皮肤病,例如系统性红斑狼疮、牛皮癣、特应性皮炎、系统性硬化症、色素调节、白癜风和毛发生长。

干细胞衍生的外泌体在美容皮肤病学中的作用

干细胞来源的外泌体来自诱导多能干细胞、间充质干细胞和脂肪干细胞。干细胞衍生的外泌体在形态和结构上与其他细胞衍生的外泌体相似,它们的区别在于其表面蛋白和膜内传递的信息。

干细胞外泌体具有独特的细胞增殖、再生和伤口愈合能力。一个这样的例子是细胞外基质组成和成纤维细胞增殖的改变。

因此,由于这些特性,干细胞来源的外泌体可以在皮肤再生、皮肤微环境和痤疮愈合过程中的伤口修复中发挥至关重要的作用。

众所周知,皮肤老化是由内部和外部因素共同造成的。从内部来看,它基于衰老和皮肤纹理的基因依赖性。

然而,从外部来看,多种因素造成了这种情况,例如紫外线 B(280-320 nm)(UV-B)光,它会诱导 DNA 突变并增加细胞的氧化应激,从而导致皮肤老化。

除此之外,UV-B 还可以模拟 MAPK 信号通路,进一步增强 MMP(基质金属蛋白酶) 的表达,并导致激活蛋白 1 下调 I 型胶原蛋白。

通过其他研究,我们知道 I 型和 III 型胶原蛋白的合成是细胞外基质( ECM) 的重要方面,因为它们最终使皮肤看起来更年轻、更饱满,从而导致皮肤年轻化或老化。

除此之外,随着真皮成纤维细胞的老化,最终会导致胶原蛋白减少,并且随着MMP的表达,会导致现有胶原蛋白的裂解,从而导致皱纹和色素沉着等皮肤老化症状。

干细胞来源的外泌体对于减少皮肤衰老至关重要

皮肤衰老研究证明,干细胞来源的外泌体对于减少皮肤衰老至关重要(下图)。

图:干细胞来源的外泌体增强皮肤成纤维细胞的增殖和迁移。来自干细胞的外泌体通过增加正常成纤维细胞的 MAPK 和 AKT 等来增强增殖并提高迁移能力。然而,在衰老成纤维细胞(由于暴露于 UVB 所致)的情况下,相同的外泌体被发现可以减少衰老。研究发现干细胞外泌体对血管生成能力、胶原蛋白合成和皮肤疾病炎症调节有影响。绿色向上箭头表示表达增加,红色向下箭头表示表达减少。

源自人类诱导多能干细胞(iPSC)的外泌体可以减少人类真皮成纤维细胞的衰老。研究表明,iPSC 的表达可以调节 MMP-1/3 的表达水平,从而增加 1 型胶原蛋白的表达并减少皮肤老化。

此外,这将减少衰老相关的β-半乳糖苷酶(SA-β-Gal)的表达。除了减少衰老之外,干细胞来源的外泌体在伤口愈合中发挥着重要作用。由于伤口愈合涉及炎症、增生和重塑,因此炎症是通过巨噬细胞极化为 M2 表型来调节的。

据观察,人间充质干细胞(hMSC)分泌的外泌体可以减少中性粒细胞的数量,进而减少炎症反应期间的巨噬细胞数量。另一项观察到的研究表明,外泌体影响伤口修复的多种途径,例如 Wnt4/β-catenin 信号通路、Erk1/2 信号通路、NF-κB 信号通路和 Notch 信号通路。

同样,干细胞衍生的外泌体在无疤痕愈合中发挥着至关重要的作用。细网状胶原的存在、恢复部位的炎症较少、肌成纤维细胞较少和交联较少定义了无疤痕愈合。与 III 型胶原相比,除了存在更高的 1 型胶原、TGF β1 和基质金属蛋白酶组织抑制剂外,TGF β3 和 MMP 的表达也是无疤痕愈合所必需的。研究表明,源自人类脂肪间充质干细胞的外泌体可以调节后者的表达,从而有助于无疤痕恢复。

总之,皮肤再生美学行业在消费者对新产品和创新产品的需求的推动下不断发展。外泌体已被确定为皮肤再生的潜在新成分,具有提供显着美容功效的潜力。外泌体被发现在伤口愈合、皮瓣重建、系统性红斑狼疮、牛皮癣、特应性皮炎、系统性硬化症、疤痕去除、面部年轻化、色素沉着调节、白癜风和毛发生长中具有治疗作用。外泌体具有彻底改变皮肤美容行业并提供更有效的护肤产品的巨大潜力。外泌体的独特特性,例如穿透皮肤的能力、高浓度的生物活性分子以及与皮肤细胞相互作用和调节的能力。

参考文献:
1.Zhang, J.; Li, S.; Li, L.; Li, M.; Guo, C.; Yao, J.; Mi, S. Exosome and exosomal microRNA: Trafficking, sorting, and function. Genom. Proteom. Bioinform. 2015, 13, 17–24.
2.Qiu, G.; Thakur, A.; Xu, C.; Ng, S.-P.; Lee, Y.; Wu, C.-M.L. Detection of Glioma-Derived Exosomes with the Biotinylated Antibody-Functionalized Titanium Nitride Plasmonic Biosensor. Adv. Funct. Mater. 201929, 1806761.

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