利用外泌体衍生的 MSCs 的效力:再生医学的新前沿

利用外泌体衍生的 MSCs 的效力:再生医学的新前沿

利用外泌体衍生的 MSCs 的效力:再生医学的新前沿

          细胞外囊泡 (EV) 是纳米级脂质双层囊泡,几乎所有类型的细胞都会将其分泌到细胞外环境中。 EV 具有广泛的生物学功能,包括参与稳态、癌症进展和发展。 电动汽车可以根据其大小、生物起源和载货分为不同的类型。 EV 主要分为三种类型——它们是外泌体(直径 < 200 nm)、微泡(100–1000 nm)和凋亡小体(直径 > 1000 nm)。

Fig.1 细胞外囊泡的不同特征
图片来源:Tang Y、Zhou Y、Li HJ。 doi:10.1186/s13287-021-02138-7转载下 知识共享许可

外泌体因其独特的细胞间通讯能力和转移重要分子货物(如蛋白质、RNA 和脂质)的能力而变得有趣。 它们涉及各种过程,近年来因其作为生物标志物、药物输送系统和治疗剂的潜在应用而受到极大关注。 作为生物标志物,外泌体可以从体液中分离出来,并且可以分析它们的内容以提供有关原始细胞的生理或病理状态的信息。 外泌体具有封装和递送治疗分子的能力,它们被认为是传统药物递送系统的有前途的替代品。 外泌体也有可能用作治疗剂,因为它们可以被设计为靶向特定细胞并递送治疗性物质以治疗各种疾病,例如促进组织修复、调节免疫反应,甚至抑制癌细胞生长。  

 外泌体是极其微小的颗粒,需要特定的方法来分离它们。 超速离心和超滤是分离外泌体最常用的方法。 还开发了替代方法,例如免疫亲和捕获、沉淀和微流体。 然而,许多这些方法无法提供纯和标准化的外泌体制备。

          尽管可以从多种来源分离外泌体,但源自间充质干细胞 (MSC) 的外泌体往往具有最大的治疗和再生潜力。 从 MSCs 产生的外泌体表现出与 MSCs 相似的生物学特性,继承了通过封装活性生物分子并将其递送至受影响的细胞和组织来促进组织再生的特性。 许多研究还报告说,外泌体单独负责 MSCs 的治疗效果。 所以, MSCs衍生的外泌体 被认为是治疗心血管、神经和肾脏疾病等多种疾病的极佳无细胞治疗方法。

值得注意的是,来自不同来源的 MSC 的生物学特性可能会有所不同。 例如,人脂肪来源的 MSC 外泌体具有修复和再生组织以及控制血管生成、炎症、移植排斥、皮肤愈合和免疫系统的能力,而源自人脐带来源的 MSC 的外泌体在以下方面更有效:促进骨化、新血管形成和神经再生。 另一方面,骨髓来源的 MSC 外泌体可以阻止多发性骨髓瘤细胞和胶质母细胞瘤的生长。

Fig.2 临床前试验中的间充质干细胞来源的外泌体疗法
图片来源:Nikfarjam S、Rezaie J、Zolbanin NM、Jafari R. doi:10.1186/s12967-020-02622-3 转载于 知识共享许可

          尽管外泌体在治疗应用中很有希望,但 一些挑战 需要克服这些问题才能将它们用于临床试验。 从源材料中分离和纯化外泌体是最大的挑战之一,因为外泌体体积小且大小不均,并且其他细胞外囊泡和非囊泡颗粒会污染制剂。 另一个挑战是外泌体的表征和量化缺乏标准化。 外泌体通常根据其生物学和物理特征进行分类。 然而,可变性和大小波动使得难以分离高质量、标准化的外泌体,因为它们缺乏外泌体特异性特征。 外泌体的低产率也提出了另一个问题,使其不足以用于临床应用。 另一个挑战是这些外泌体中内容物的包装,因为目前尚不清楚加载机制及其一致性。 外泌体也已被证明对某些细胞类型具有天然趋向性,但设计它们以进行靶向递送的能力仍然是一个发展中的研究领域。 总之,需要标准化的方案和方法来克服这些问题,以便在临床治疗中使用外泌体。


参考资料

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  2. 唐毅,周毅,李海杰。 间充质干细胞外泌体的进展:综述。 干细胞研究。 2021; 12(1): 71.doi:10.1186/s13287-021-02138-7
  3. Nikfarjam S、Rezaie J、Zolbanin NM、Jafari R. 间充质干细胞来源的外泌体:一种现代转化医学方法。 J 翻译医学。 2020; 18(1): 449.doi:10.1186/s12967-020-02622-3
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  5. Cheng Y, Zeng Q, Han Q, Xia W. pH、温度和冻融对外泌体数量变化和细胞摄取的影响。 蛋白质细胞。 2019; 10(4):295-299。 doi:10.1007/s13238-018-0529-4

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