近年来,研究发现外泌体对于癌症和衰老等许多疾病有着治疗作用。近日,在《Stem Cell Research & Therapy》中的一篇文章中,研究人员表示,来自于间充质干细胞的外泌体(MSC-Exos),是一种极具潜力的无细胞治疗工具。相比于传统的干细胞疗法,外泌体治疗不仅副作用更小,而且可应用范围十分广泛,对阿尔茨海默氏症、1型糖尿病、胰腺癌、慢性肾病甚至皮肤的痤疮疤痕等,可作为一种未来新的治疗策略。
图源文献[1]
外泌体疗法的优势
外泌体作为一种细胞外囊泡,可来自于身体不同部位的间充质细胞。其中蕴含着超过300多种蛋白质和150个微RNA,可有效抑制凋亡、免疫调节和刺激血管生成,对组织恢复有很好的治疗效果。
外泌体疗法相较于传统细胞疗法具有一定的优势,例如其具有更高的安全性,主要是由于与直径为30-60微米的间充质干细胞相比,外泌体仅有30-150纳米,在进入人体后可以有效地转移到特定组织,而不会在微血管中聚集,避免了因给药细胞引起栓塞的可能性。
外泌体可用于治疗多种疾病 图源文献[1]
间充质干细胞外泌体治疗不同疾病
基于外泌体疗法的显著优势,目前已经有多项人体临床实验使用干细胞外泌体疗法去治疗不同疾病。
(1)慢性肾脏疾病
慢性肾脏疾病(CKD)是一种发展性和不可逆的疾病,在一项研究中,来自埃及的研究人员使用干细胞外泌体改善了慢性肾脏疾病的进展。该研究招募了40名26至44岁的患者,均为慢性肾脏疾病III期或IV期。参与者以1:1的比例随机分为对照组或接受了干细胞外泌体疗法的实验组。治疗作每周接受100微克/千克体重的干细胞外泌体剂量。实验结果表明,在12个月的研究期间,实验组人员从肾的功能到肾代谢物质水平指标上,均取得了显著改善。
(2)阿尔兹海默症
阿尔茨海默病(AD)是全球最常见的神经退行性疾病之一。众所周知,它会导致记忆力丧失、认知障碍、行为改变和功能能力丧失。AD的病理特征是淀粉样蛋白β斑块和细胞内神经纤维缠结(NFT)的沉积,阻碍了将许多营养物质输送到大脑。而且大多数可用的AD药物只对那些有中度症状的人有效,对初期预防神经丧失或认知逐渐恶化没有效果。
在一项正在进行的1/2期临床试验中,向9名50岁或以上的阿尔茨海默氏症参与者接受了干细胞外泌体治疗。试验的主要目标是测试干细胞外泌体疗法在治疗AD引起的轻度至中度痴呆症方面的疗效。这项研究的参与者分为3组。每组人员分别通过鼻腔滴注,每周两次注射了不同浓度的干细胞外泌体,持续12周后,再分别通过认知子量表(ADAS-cog)和ADCS-ADL分数进行评估患者的认知量表和功能能力。
除此之外,当前多项使用干细胞外泌体治疗阿尔兹海默症的临床试验正在开展中,我们期待有更多的数据输出,为临床转化增添更多的依据。
(3)I型糖尿病
1型糖尿病作为一种自身免疫性疾病,是由于人体内分泌胰岛素的胰腺β细胞被自身免疫系统破坏,导致血液中的葡萄糖水平升高(高血糖)。
I型糖尿病传统的治疗方法需要患者手动注射胰岛素治疗,而一项发表在《 J Cell Biochem》的研究发现,间充质干细胞外泌体的注入促进了I型糖尿病疾病模型小鼠脾脏中的免疫抑制性T细胞(Treg)的增殖,并且促进了胰岛的再生。
近年来,越来越多的研究在评估干细胞外泌体在糖尿病治疗领域的应用潜力。在一项研究中,研究人员在20名18至60岁的T1DM患者中开展了临床研究,患者们接受了纯化外泌体的静脉注射,并将持续三个月,在研究结束后,研究人员还将测量患者们的肝脏和肾脏功能、葡萄糖耐量、禁食和2小时餐后血糖水平、胰岛素治疗剂量等以及β细胞质量等评估治疗效果。
(4)治疗痤疮疤痕
面部萎缩性痤疮疤痕在人群比较常见,这可能导致面部容貌不佳,令爱美人士十分烦恼。这种情况的常见治疗方法之一是使用二氧化碳激光(FCL)重铺,但在FCL手术后伤口愈合期间,仍然需要辅助疗法帮助其更好地减少疤痕,减少FCL带来的副作用。
在韩国进行的一项研究中,25名年龄在19至54岁之间的参与者(18名男性和7名女性)测试了干细胞外泌体与FCL联合对面部腺泡疤痕愈合的影响。FCL激光治疗后,参与者被随机分配两组,一组接受1毫升的干细胞外泌体涂满患者的整个脸部,一组则涂满对照凝胶。
研究结果发现,一段时间后,实验干细胞外泌体处理的一侧比对照组实现了更显著的效果,不仅红斑更轻,且皮肤毛孔大小也有所下降。
因此,结合干细胞外泌体和激光治疗可以对萎缩性痤疮疤痕治疗的效率产生协同影响。其潜在的改善机制包括外泌体可以提供多种抗炎和再生生长因子,并优化成纤维细胞的特性,加速伤口愈合和伤口修复,以及增加神经酰胺的重新合成。
总之,干细胞外泌体疗法的未来前景是十分乐观的,它们也许能有效地促进癌症的基因治疗和其他衰弱性疾病的治疗。不过,研究人员仍需要更多的临床试验,来确认并优化使用剂量、给药途径等。不过外泌体的潜力仍不可小觑,让我们期待它发挥更大的作用吧!
参考文献:
1、Mesenchymal stromal/stem cell (MSC)-derived exosomes in clinical trials
https://stemcellres.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13287-023-03287-7
2、Nojehdehi, S.; Soudi, S.; Hesampour, A.; Rasouli, S.; Soleimani, M.; Hashemi, S.M. Immunomodulatory effects of mesenchymal stem cell–derived exosomes on experimental type-1 autoimmune diabetes. J. Cell. Biochem. 2018, 119, 9433–9443. https://doi.org/10.1002/jcb.27260
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