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2项诺贝尔奖加持!盘点干细胞外泌体帮助皮肤“逆龄”的6大机制

2项诺贝尔奖加持!盘点干细胞外泌体帮助皮肤“逆龄”的6大机制

来源:博雅

日期: 2024.10.21

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引言

2024年的诺贝尔生理或医学奖颁给了miRNA


干细胞外泌体中富含miRNA,因此再度与诺贝尔奖技术相关联。


干细胞外泌体miRNA也被认为是“皮肤的促进剂”,在促进皮肤再生和年轻化上发挥重要的作用。


今天通过文献盘点,为大家总结干细胞外泌体miRNA在延缓皮肤衰老以及维持皮肤健康的作用机制,主要包括调节细胞增殖、调控细胞迁移、调控细胞凋亡、调节炎症通路、调节血管生成分子、调节细胞外基质分子


通过外泌体miRNA的精准作用机制,从细胞和分子层面促进皮肤再生和年轻化,从而减少皱纹、提升弹性紧致度,均匀肤色,实现肌肤的“返老还童”。


2003年,细胞外囊泡的发现获得诺贝尔生理学或医学奖。


2024年,miRNA及其转录后基因调控中的作用的发现获得了诺贝尔生理或医学奖。


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外泌体是细胞分泌的非常小的囊泡,富含miRNA,因此近年来被市场上称为“诺奖级护肤黑科技”。


近年来,越来越多的皮肤抗衰研究围绕干细胞外泌体miRNA展开,并发现它们在减少组织中衰老细胞方面具有巨大的潜力。


干细胞外泌体miRNA也被认为是“皮肤的促进剂”[1]在促进皮肤再生和年轻化上发挥重要的作用。


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图片来自海洛站酷


今天我们就一起来看看,拥有多项诺贝尔奖技术加持的干细胞外泌体,是如何帮助我们的皮肤“逆龄”的。


装载着“诺奖级科技”的外泌体


干细胞外泌体中含有丰富的miRNA。


那么,什么是干细胞外泌体 miRNA?或许这个词分开会更加好理解。


干细胞作为人体身体中一种非常特殊的细胞,它有两个重要的能力,一个是自我更新,就是它可以不断地复制自己;另一个是自我修复,当身体某个部位受伤时,它可以帮助修复受损的组织。


而且在一定条件下,它还能分化成多种不同功能的细胞,就像一个可以变成各种角色的 “全能演员”。比如间充质干细胞,它可以从胎盘组织、脐带组织、骨髓、脂肪组织等很多地方获取。


同时,干细胞就像一个小工厂,会生产出各种各样的 “产品”,外泌体就是其中一种。它是一种非常小的细胞外囊泡,大小在 50 - 150 纳米左右。


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图源文献[2]


外泌体就像一个 “快递包裹”,里面装着很多重要的 “货物”,这些 “货物” 可以是脂质、蛋白质,还有核酸(其中包含丰富的miRNA)。


它可以在细胞之间传递这些 “货物”,从而影响接收细胞的生理和病理过程,就像在细胞之间传递信息的 “信使”,当miRNA被装在外泌体这个 “快递包裹” 里时,就可以随着外泌体在细胞之间传递,去调节其他细胞的各种生理过程了。


通过miRNA,盘点外泌体延缓皮肤衰老的6大机制


干细胞外泌体 miRNA改善皮肤的能力并非徒有虚名,而是有着实实在在通过调节细胞和分子,从而实现对皮肤的“逆龄”。


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miRNA促进皮肤年轻化的机制;图源文献[3]


miRNA,从细胞和分子层面实现对皮肤的“逆龄”

1、调节细胞增殖

皮肤的更新和修复需要细胞不断增殖。干细胞外泌体中的一些 miRNA 可以促进皮肤细胞如角质细胞、成纤维细胞和内皮细胞的增殖。例如,miR - 93 - 3p 能促进上皮细胞的增殖,miR - 150 - 5p 可通过调节 PTEN 介导的 PI3K/AKT 通路加速皮肤细胞增殖,这有助于补充皮肤中衰老或受损的细胞,使皮肤保持年轻状态。

2、调控细胞迁移

细胞迁移在皮肤修复和再生过程中至关重要。像 miR - 17 - 5p、miR - 126 等 miRNA 可以促进内皮细胞的迁移,有助于新血管的形成,为皮肤提供营养和氧气。同时,一些 miRNA 也能促进角质细胞和成纤维细胞的迁移,使皮肤在受损后能够更快地修复,保持皮肤的完整性和弹性。

3、影响细胞凋亡

适当控制细胞凋亡对于皮肤健康也很重要。一些 miRNA 可以抑制皮肤细胞的凋亡,比如 miR - 10b 可以促进角质细胞的增殖同时抑制其凋亡,从而维持皮肤细胞数量的稳定,减少皮肤细胞的过度损失,延缓皮肤衰老。

4、调节炎症通路

是皮肤衰老的一个重要因素。干细胞外泌体 miRNA 可以调节炎症反应相关的分子。例如,miR - 181c 通过抑制 TLR4 信号通路,减少 NF - κB/p65 的激活,从而减轻炎症。miR - 146a 能抑制促炎基因的表达,降低炎症因子的产生,避免炎症对皮肤细胞造成损伤,保持皮肤的健康状态。

5、调节血管生成分子

良好的血管生成对于皮肤的营养供应和年轻化至关重要。一些 miRNA 可以调节血管内皮生长因子(VEGF)等血管生成相关分子。如 miR - 17 - 5p 通过 AKT/hypoxia inducible factor - 1 alpha(HIF - 1α)/VEGF 通路促进血管生成,为皮肤提供充足的氧气和营养物质,维持皮肤的正常代谢和功能。

6、调节细胞外基质分子

细胞外基质对于皮肤的结构和弹性起着关键作用。一些 miRNA 可以调节胶原蛋白和弹性纤维等细胞外基质分子的合成和降解。例如,某些 miRNA 可以促进胶原蛋白的合成,增加皮肤的弹性,减少皱纹的产生,使皮肤看起来更年轻。

案例分享:外泌体促进皮肤年轻化的真实数据


如今,外泌体的功能早已不只局限在理论上,它的效果已经得到了国际上多项临床研究证实。


比如,一项来自韩国首尔中央大学医学院的研究中,研究人员评估了人干细胞来源的含外泌体溶液(HACS)与微针联合治疗面部皮肤老化的临床疗效。研究共纳入 28 位参与者,每 3 周接受 3 次治疗为一个疗程,一共两个疗程,并在最后一次干预后随访 6 周。


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经外泌体-微针联合治疗后,皱纹、色沉、皮肤弹性指标明显改善;图源文献[4]


结果显示,使用干细胞外泌体的面部在全球美学改善量表评分、皮肤皱纹改善、皮肤弹性增加、皮肤水合作用增强、色素沉着减少以及胶原和弹性纤维密度增加等方面都有显著效果,且未出现严重的不良事件。


不只如此,《美容皮肤病学杂志》上发表的双盲、随机、对照研究提供了更多的数据。


25 例皮肤老化患者在双侧面部进行了部分激光消融治疗以实现皮肤年轻化,之后试验组患者的指定侧脸涂抹干细胞外泌体加 2% 烟酰胺的保湿霜,对照组涂抹不含这些成分的保湿霜,持续 3 周[5]


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图源文献[5]


结果显示,与安慰剂组相比,实验组的黑色素水平在治疗后2周开始降低;4周后两组数据有了显著性的差异,8周后两组有极显著性差异,皱纹指数、黑色素指数、患者满意度评分和整体审美改善量表均显著高于使用对照组。该治疗方法在体外还具有抗炎和增加伤口愈合以及皮肤更新的作用。


小结

在美容护肤及医学领域,干细胞外泌体 miRNA 展现出了强大的应用潜力 从美容护肤方面来看,它为对抗皮肤老化提供了新的利器。或许未来我们将不再局限于传统的护肤手段,而是利用干细胞外泌体 miRNA 以精准的作用机制,从细胞和分子层面促进皮肤再生和年轻化,从而减少皱纹、提升弹性紧致度,均匀肤色,实现肌肤的“返老还童”。
在医学领域,其潜力同样不可小觑。对于皮肤疾病的治疗,如创伤修复、慢性溃疡等,干细胞外泌体 miRNA 可能成为关键的治疗策略之一。随着研究的不断深入,我们有理由相信,它将在更多的医学难题上发挥重要作用。

总之,干细胞外泌体 miRNA 的重要意义不言而喻。它不仅为我们打开了一扇通往肌肤年轻的大门,也为医学进步带来了新的契机。

[1]Zheng, J.; Yang, B.; Liu, S.; Xu, Z.; Ding, Z.; Mo, M. Applications of Exosomal miRNAs from Mesenchymal Stem Cells as Skin Boosters. Biomolecules 2024, 14, 459. https://doi.org/10.3390/biom14040459

[2]  Yu X, Odenthal M, Fries JW. Exosomes as miRNA Carriers: Formation-Function-Future. Int J Mol Sci. 2016 Dec 2;17(12):2028. doi: 10.3390/ijms17122028. PMID: 27918449; PMCID: PMC5187828.

[3]  Zhang J, Li S, Li L, Li M, Guo C, Yao J, Mi S. Exosome and exosomal microRNA: trafficking, sorting, and function. Genomics Proteomics Bioinformatics. 2015 Feb;13(1):17-24. doi: 10.1016/j.gpb.2015.02.001. Epub 2015 Feb 24. PMID: 25724326; PMCID: PMC4411500.

[4]Park GH, Kwon HH, Seok J, Yang SH, Lee J, Park BC, Shin E, Park KY. Efficacy of combined treatment with human adipose tissue stem cell-derived exosome-containing solution and microneedling for facial skin aging: A 12-week prospective, randomized, split-face study. J Cosmet Dermatol. 2023 Dec;22(12):3418-3426. doi: 10.1111/jocd.15872. Epub 2023 Jun 28. PMID: 37377400. 

[5]Cho, B.S.; Lee, J.; Won, Y.; Duncan, D.I.; Jin, R.C.; Lee, J.; Kwon, H.H.; Park, G.-H.; Yang, S.H.; Park, B.C.; et al. Skin Brightening Efficacy of Exosomes Derived from Human Adipose Tissue-Derived Stem/Stromal Cells: A Prospective, Split-Face, Randomized Placebo-Controlled Study. Cosmetics 2020, 7, 90.

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