荣获2024年诺贝尔奖的miRNA，也是干细胞和外泌体发挥作用的关键

北京时间2024年10月7日下午，2024年诺贝尔生理学或医学奖揭晓，获奖者为两位美国科学家——维克托·安布罗斯（Victor R. Ambros）和加里·鲁夫昆（Gary Ruvkun），获奖理由是“发现microRNA及其在转录后基因调控中的作用”。

microRNA（miRNA）是长度约为 19-25 个核苷酸的非编码 RNA，通过与特定的信使 RNA（mRNA）结合，调控基因的表达。

诺贝尔奖委员会表示，miRNA（微小核糖核酸）是一类新型的微小RNA分子，在基因调控中发挥着至关重要的作用。维克多·安布罗斯和加里·鲁夫昆的突破性发现揭示了一种全新的基因调控原理，该原理对于包括人类在内的多细胞生物至关重要。现在已知人类基因组编码超过1000个miRNA。他们令人惊讶的发现揭示了基因调控的全新维度。事实证明，miRNA对于生物体的发育和功能至关重要。

研究表明[1]，miRNA在干细胞的自我更新和分化过程中发挥着重要的调控作用，在细胞的不同发育阶段，miRNA组成不同，决定细胞的分化方向以及分化时相,是细胞"定时"、"定向"分化的"开关"。

同时，miRNA是干细胞外泌体中最具有代表性的、也是目前研究最多的核酸。越来越多的研究表明[2]，间充质干细胞外泌体可通过其携带的miRNA发挥促进细胞增殖、抑制细胞凋亡、促进血管生成等作用。

近年来，国内外越来越多的科学家聚焦间充质干细胞来源外泌体及其携带的miRNA，并揭示了许多新型miRNA在间充质干细胞修复组织损伤、预防及治疗相关疾病中的调控作用[3]。

随着 miRNA的研究进展，干细胞外泌体的临床应用潜力也不断被挖掘，应用范畴不断拓展。

通过文献[5]，干细胞外泌体miRNA抗肿瘤的作用是有多方面来的，包括：

（1）通过调控机体的免疫应答，增强机体对抗肿瘤的免疫能力，从而达到抑制肿瘤的进展。

（2）通过激活一些信号通路，抑制肿瘤的增殖和迁移。
（3）通过减少血管的生成，抑制肿瘤的增殖。

例如，研究发现[5]，脐带间充质干细胞外泌体通过释放一种名为miR-182的miRNA，增加T免疫细胞和NK细胞的数量，调节肿瘤细胞对免疫细胞的敏感性，从而促进机体对肿瘤细胞的杀伤力。

发表在《science signaling》杂志的一篇研究发现，携带miR-23b的间充质干细胞外泌体能够抑制转移性癌细胞的增殖，从而促进转移性乳腺癌进入休眠期[4]。

还有研究发现[5]，脐带间充质干细胞外泌体通过向肿瘤细胞传递miRNA，从而激活特定的信号通路，达到控制肿瘤进展的目的。

随着研究的进展，干细胞外泌体在抗衰老及促进伤口愈合中的潜力不断被发掘，并且这种作用机制被证实与miRNA密切相关。

近年研究证实[7]，间充质干细胞外泌体具有促进伤口愈合的能力，而这些功能主要依赖外泌体外泌体携带的 miRNAs，如 miR31、miR125a。

研究还发现，间充质干细胞外泌体通过其独特miRNA等发挥了有效地抗衰老作用，在减少组织中衰老细胞方面具有巨大的潜力。

发表在BBRC杂志的一篇研究发现，间充质干细胞外泌促进了人类皮肤成纤维细胞（HDF）的迁移和胶原蛋白的合成。他们还用人的皮肤组织评估了外泌体渗透皮肤的能力，发现外泌体在3小时内会透过角质层到达表皮层的外沿，18小时内会逐步进入表皮内部。在用外泌体治疗后的第三天，人的皮肤组织中胶原蛋白和弹性蛋白的表达量由了明显的提升[6]。

外泌体能够渗透表皮层

胶原蛋白和弹力蛋白的表达升高，图片来自参考文献6

近年来，间充质干细胞来源外泌体所携带的miRNA 较多见于心血管系统、消化系统、神经系统、内分泌系统及免疫系统疾病的临床前研究[2]。下表为国内学者总结的间充质干细胞外泌体通过传递miRNA在各系统疾病中的应用。

表格引用自文献2

同时，根据国外文献[3]，我们总结了间充质干细胞来源外泌体miRNA在一些具体的疾病治疗中的作用机制。