间充质干细胞来源外泌体治疗骨关节炎的研究进展

骨性关节炎(OA)是一种最常见的关节退行性疾病,其病理变化主要是细胞炎症介导的软骨细胞凋亡和软骨细胞外基质(ECM)降解.由于间充质干细胞(MSC)在特定条件培养基诱导下可以分化为软骨细胞,基于此,MSC细胞疗法给OA的治疗带来了新的希望.然而,MSC细胞疗法在技术上存在局限性,包括MSC扩增时去分化,注射后再生效率降...     

间充质干细胞及其来源的外泌体在骨关节炎治疗中的研究进展

骨关节炎（OA）是最常见的慢性退行性骨关节疾病,由于软骨的自愈能力有限,目前的治疗策略对OA无法达到治愈效果。近年来,越来越多的证据表明间充质干细胞治疗OA可获得较好的疗效。深入研究表明,间充质干细胞的旁分泌机制可在机体异常条件下发挥抗炎、免疫调节作用,而外泌体可能在此机制中扮演着重要的角色。外泌体可通过调控细胞间信号转导、损伤组织修复及免疫调节等过程,从而延缓OA进程。间充质干细胞及其来源的外泌体为治疗OA提供了新的治疗策略,但仍需更大量及大型动物研究以更好的验证间充质干细胞及其来源的外泌体用于治疗OA的生物安全性和治疗特征。本文就间充质干细胞及其来源的外泌体在OA中的作用及机制作一综述。     

间充质干细胞外泌体在骨关节炎治疗修复中的研究进展

骨关节炎(OA)是种以关节软骨退变为特征的疾病,其缺乏干预性药物,对于晚期OA患者往往通过关节置换术以维持生活质量。外泌体(exosomes)是一种由不同细胞分泌的细胞外囊泡,可以传递DNA、微小RNA(microRNA,miRNA)、mRNA、蛋白质等多种信息,并以此通过多种方式进行细胞间信号传递和功能调节。间充质干...     

间充质干细胞来源的外泌体治疗脊髓损伤的研究进展

脊髓损伤（spinal cord injury,SCI）是由椎骨骨折、外伤、髓内肿瘤等原因引起的临床上常见的一种神经系统疾患。由于该病的复杂性,目前,对于SCI的治疗,主要是以手术减压、去除压迫;减轻炎症、改善血流电力学;保护神经元,促进轴突再生等为主。外泌体特指直径在40～150纳米的细胞外囊泡。在外泌体表面和里面已经发现大量与源细胞相关的复杂分子,如蛋白质（受体、粘附分子、白蛋白和酶等）、脂类（胆固醇、鞘脂和神经酰胺等）和核酸（DNA、mRNA和miRNA等）。在外泌体蛋白中,既存在广泛分布的蛋白,也包含细胞特异性蛋白,这些特异性蛋白可被用于区分不同种类的外泌体。外泌体可以作为一种很好的靶向给药系统。当其由宿主细胞分泌到外界时,外泌体可通过其携带的蛋白质、核酸、脂类等来调节受体细胞的生物学活性。此外,由于几乎所有细胞都分泌外泌体,且在几乎所有体液中都可检测到其存在;同时,基于外泌体的液体活检相较传统检查更容易取样,因此,在疾病诊断和跟踪方面,外泌体具有巨大潜力,并有望成为某些特定疾病的唯一生物标志物。不仅如此,外泌体RNA在细胞间通讯中同样也发挥着重要的调节作用,尤其是miRNA,被认为是多细胞生物转录后基因表达调控的关键,在多种调节通路中起着至关重要的作用。因此可以针对特定的细胞或组织,传递特异性miRNA至受体细胞,参与各种生理和病理过程,在疾病的发展中发挥积极作用。综上所述,外泌体的这些特点,使其在疾病的诊断和治疗方面,都具有潜在的优势。血脑屏障能够有效地调控大分子物质的进出,维持神经元活动所需的局部离子环境和中枢神经系统稳态。然而,在治疗中枢神经系统疾病时,药物必须穿过血脑屏障并传递到大脑的特定区域才能最大限度地发挥功效。因此,实现针对大脑的特定区域输送药物成为治疗中枢神经系统疾病所面临的重要挑战。近年来的研究发现,外泌体能够穿越血脑屏障并抵达脊髓受损病灶,在该区域产生积极的修复作用。而间充质干细胞（mesenchymal stem cells,MSCs）分泌的外泌体（MSC-exosomes）较其他细胞更多,并且MSC-exosomes不仅表达外泌体常见的CD9、CD81等表面标记物,还表达一些粘附分子,如CD29、CD44、CD73。MSC-exosomes生物学功能与MSCs相似。相对于MSCs在组织中停留时间长,会引起免疫反应;作为细胞疗法,价格昂贵且难以储存;可行性和安全性存在争议等不足,MSC-exosomes更稳定,不会诱导致瘤性或免疫排斥反应,且易于分离和储存,几乎不受伦理限制,作为细胞治疗的替代品,MSC-exosomes具有促进损伤后恢复的巨大潜力。因此,目前对于外泌体在SCI中作用的研究主要集中在MSCs。因此,笔者就MSC-exosomes在脊髓损伤修复中的积极作用进行了综述,希望为SCI的治疗提供新的靶点和方法。     

骨髓间充质干细胞来源的外泌体对骨再生机制研究

目的本研究旨在检测骨髓间充质干细胞外泌体(BMSC-Exos)的特征,并通过体内体外实验探讨其对成骨分化的影响及对骨再生的机制。方法①原代培养人骨髓间充质干细胞(BMSCs),并对其表面抗原和多系分化潜能进行鉴定;②收集BMSC的P4～P6代细胞培养的培养上清液,应用试剂盒提取BMSC-Exos;③透射电镜观察BMSC-Exos的形态结构,免疫电泳检测BMSC-Exos的表面抗原;④茜素红、ALP染色验证BMSC-Exos在体外成骨分化中的作用;⑤通过大鼠颅骨缺损动物模型验证BMSC-Exos在体内骨再生的作用;⑥通过免疫电泳和qRT-PCR检测加入BMSC-Exos后的成骨细胞中相关蛋白和基因的表达情况。结果①分离培养的BMSCs形态呈多角形或长梭形,表面抗原CD90、CD29、CD44为阳性,符合间充质干细胞的特征;②BMSC-Exos呈双面凹的圆形或椭圆形,直径约40～120 nm(81.7±19.9),表面抗原与BMSC一致;③经茜素红染色和ALP染色后,染色强度与Exo浓度呈正相关;④通过对大鼠颅骨缺损模型拍摄X片、组织学分析,外泌体可促进大鼠颅骨缺损的修复和新生骨的形成;⑤免疫电泳显示经外泌体处理后,BMSC中的OCN、Runx2、β-catenin蛋白含量增加,qRT-PCR结果显示Runx2、β-catenin的基因表达上调。结论 BMSC-Exos有促进骨再生的能力,并与上调Wnt/β-catenin通路有关。     

间充质干细胞来源外泌体在脊髓损伤治疗中的研究进展

脊髓损伤是严重创伤事件,可对患者的感觉、运动或自主神经功能产生严重影响。由于脊髓损伤的病理过程复杂,目前尚无成功的临床治疗策略。外泌体被认为是细胞与组织之间通过转运蛋白质、脂质和核酸进行交流的关键载体,间充质干细胞来源外泌体在脊髓损伤治疗的研究中已成为热点。该文对间充质干细胞来源外泌体在脊髓损伤治疗中的潜在作用机制以及微RNA在其中的作用进行综述。     

脂肪干细胞来源外泌体对膝骨关节炎作用机制的研究进展

目前,治疗膝骨关节炎的方式多样且有效,但同时并发症比较明显。近年来,外泌体作为一种新的治疗方式被关注,并且表现出巨大的临床潜力。阐述膝骨关节炎与外泌体的关系,并介绍脂肪干细胞来源外泌体在免疫调节、成骨分化、细胞自噬三个方面的优势,旨在为临床治疗膝骨关节炎提供新思路、新方法。     

间充质干细胞来源外泌体治疗椎间盘退变的机制研究进展

椎间盘退变是一种以髓核细胞凋亡减少、细胞外基质降解加速为主要病理特征,常伴随慢性腰痛或下肢神经根性疼痛等临床表现的脊柱疾病。随着再生医学的发展及椎间盘退变机制的不断研究,间充质干细胞来源外泌体作为一种用于细胞间通讯的活性生物物质,已被证实在椎间盘再生中具有治疗潜力。其可抑制炎症反应和调节免疫系统,促进髓核细胞增殖和再生,提高体外细胞外基质的生成,具有逆转或者中止椎间盘退变的潜能。综述间充质干细胞来源外泌体的生物学特性和功能及其在椎间盘退变治疗中的作用及机制,以期为后续研究和临床应用提供指导。     

间充质干细胞来源外泌体在创面修复中的作用及其机制研究进展

外泌体是细胞分泌的直径30～100nm的脂质双层膜囊泡。间充质干细胞的许多功能可通过其旁分泌的外泌体发挥作用。研究表明,间充质干细胞来源外泌体能通过有效转运母细胞来源的特异性蛋白质、mRNA、microRNA、脂质等生物活性物质进入靶细胞,调控创面愈合过程中炎症反应、细胞增殖、迁移、分化、血管生成与基质重建等多个阶段,促进创面愈合与抑制瘢痕形成,提升创面修复能力,具有良好的临床应用前景。本文就间充质干细胞来源外泌体在创面修复中作用及机制进行综述。     

骨髓间充质干细胞来源的外泌体静脉移植对脊髓损伤的修复作用

目的 :初步探讨大鼠骨髓间充质干细胞(bone marrow stem cells,BMSCs)来源的外泌体静脉移植对脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)的修复作用。方法:全骨髓培养法培养大鼠BMSCs,收集P2代细胞上清,Exo Quick Precipitation提取法分离并纯化外泌体,通过透射电镜观察鉴定外泌体形态,采用Western blot鉴定外泌体表面标志蛋白CD9、CD63。通过脊髓法建立大鼠SCI模型,造模1h后尾静脉给予外泌体移植500μl(外泌体蛋白浓度为200μg/ml),采用随机数字表法分将30只大鼠为三个组:假手术组、对照组(SCI+磷酸盐溶液)、外泌体组(SCI+外泌体),均采用BBB评分、斜板实验于造模后1、3、7、14、21、28d评价大鼠运动功能恢复情况,并于术后28d处死取材,采用苏木精-伊红(HE)染色、髓鞘(luxol fast blue,LFB)染色观察各组脊髓组织形态学改变,尼氏(Nissl)染色观察神经元存活数目。结果:透射电镜下可见大量直径40~100nm的立体圆形或茶托形的小囊泡结构,外周可见完整的类脂质膜性结构,内含低电子密度物质。Western Blot显示CD9、CD63蛋白表达阳性。造模后假手术组各时间点的BBB评分和斜板评分均正常,对照组和外泌体组BBB评分和斜板评分均低于假手术组(P0.05),造模后7、14、21、28d外泌体组BBB评分分别为6.30±0.95、12.70±1.57、16.60±1.08、17.00±0.67分,均高于同时间点对照组的2.50±1.08、6.90±0.99、10.50±0.85、12.50±1.08分(P0.05)。造模后7、14、21、28d外泌体组斜板评分分别为43.00±3.50、55.50±4.38、62.50±2.64、65.00±3.33分,均高于同时间点对照组的34.00±3.16、43.00±4.22、49.00±4.59、52.50±4.25分(P0.05)。造模后28d,假手术组脊髓组织HE染色、LFB染色、Nissl染色正常,对照组脊髓空洞形成、髓鞘排列紊乱、神经元数目减少,外泌体组与对照组比较脊髓组织损伤程度减轻,存活神经元数目增多(P0.05)。结论:MSCs来源的外泌体可减轻脊髓损伤后的病理变化,改善运动功能,促进脊髓损伤后神经功能修复。     

间充质干细胞外泌体对腹膜间皮细胞高糖损伤的作用研究

目的 探讨间充质干细胞来源外泌体（MSCs-Exo）对高糖致腹膜间皮损伤的影响。方法 将MET-5A细胞分成3组：正常对照组（不予处理）、高糖组（高糖处理）、共培养组（高糖和MSCs-Exo共培养）,通过CCK-8法选用效果最明显的高糖浓度和MSCs-Exo浓度,各组分别处理24 h后收集细胞和上清液。CCK-8法测定各组细胞增殖活力,流式细胞技术检测细胞凋亡情况,qRT-PCR检测细胞因子IL-6、TNF-α的表达,ELISA检测培养上清液中IL-6的水平。结果高糖组细胞的增殖能力明显低于正常对照组（P<0.001）,细胞凋亡率、IL-6和TNF-α的表达显著高于正常对照组（P<0.001）;与高糖组相比,共培养组细胞增殖能力提高（P<0.001）,细胞凋亡率、IL-6和TNF-α的表达则明显下调（P<0.05）。结论 高糖对腹膜间皮细胞有明显的促凋亡和促炎作用,MSCs-Exo可以促进腹膜间皮细胞的增殖,抑制高糖刺激下细胞凋亡的发生和炎症因子的表达。     

间充质干细胞外泌体在肌腱损伤修复中的作用

肌腱损伤为临床常见病,由于肌腱自身愈合能力较差,自然愈合常形成瘢痕组织,无法达到功能性恢复,严重影响患者的运动功能及生活质量。现有治疗手段虽均已取得一定成效,但仍无法完全恢复损伤肌腱的原有结构及功能。近年来,间充质干细胞衍生的外泌体作为组织修复与再生领域的新兴手段虽已广泛应用,但针对间充质干细胞外泌体治疗肌腱损伤的研究较少,且具体机制并不完善。本文针对不同源性间充质干细胞外泌体对肌腱损伤修复作用的研究进展及其相关组织工程技术作一综述,为肌腱损伤的临床治疗及应用研究提供理论支持。     

间充质干细胞治疗骨关节炎

骨关节炎是中老年患者最常见的慢性退行性关节疾病,以关节软骨变性破坏、软骨下骨硬化、滑膜增生为主要病理特点。随着我国人口老龄化,发病人群的不断增加,骨关节炎致残率高,所造成的巨大社会经济负担,难以估量。目前现有的治疗手段包括改变生活方式,止痛药物,关节腔注射激素、透明质酸等,均不能阻止早、中期病变进展,而病变晚期,关节置换术虽然能够获得较好的疗效,但术后感染、假体松动等并发症仍不容忽视。随着对间充质干细胞研究的深入,其作为一种具有多向分化潜能的种子细胞,逐步显示出在慢性退行性疾病治疗中的优势。间充质干细胞能够向目的细胞定向分化,同时分泌一系列因子参与组织修复。目前,已有的临床前研究更多的倾向于间充质干细胞通过间接机制发挥治疗作用。间充质干细胞在临床研究中也显示出对骨关节炎的治疗意义。本文对间充质干细胞的特性、作用机制、应用方式和尚未解决的问题进行总结归纳。     

髓核细胞来源外泌体对骨髓间充质干细胞向髓核样细胞分化的作用

目的:探讨人髓核细胞(NPCs)外泌体对人骨髓间充质干细胞(BMSCs)向髓核样细胞分化的作用。方法:取腰椎间盘突出症患者手术切除的髓核组织,体外分离培养人NPCs,采用差速离心法提取NPCs的外泌体,利用透射电镜及Western blot对外泌体进行大小形态及标志蛋白的检测,同时用PKH67荧光染料标记外泌体后与BMSCs共孵育0.5h、2h、4h,在激光共聚焦显微镜下观察BMSCs对NPCs外泌体的摄取情况;取人BMSCs经NPCs外泌体诱导3d、7d、10d、14d后应用RT-PCR检测BMSCs中蛋白聚糖(ACAN)、SOX-9、Ⅱ型胶原(COL2A1)、角蛋白19(KRT19)及缺氧诱导因子1α(HIF-1α)的m RNA表达情况。结果:提取的人NPCs外泌体为直径为30~100nm的圆形或椭圆形结构,其表达CD63和Tsg101,不表达Calnexin蛋白。经PKH67标记的NPCs外泌体可以被BMSCs摄取;经NPCs外泌体诱导后7d开始BMSCs中的ACAN、SOX-9、COL2A1、KRT19及HIF-1α基因m RNA表达均显著性高于未经诱导的BMSCs(P0.05)。结论:在体外实验中,人NPCs可以分泌外泌体并被BMSCs所摄取,诱导BMSCs分化为髓核样细胞,可为椎间盘退变的组织工程修复提供更为简单有效的NPCs来源。     

脂肪间充质干细胞外泌体改善骨质疏松症的研究进展

骨质疏松症是由于骨吸收和骨形成之间的动态平衡被打破,从而导致骨质流失,骨密度降低以及骨骼微细结构遭到破坏所形成的一种慢性骨代谢疾病。近年来,越来越多的研究证明,外泌体疗法将成为骨质疏松治疗的一个重要方向。外泌体是参与细胞间通信的脂质双分子层细胞外囊泡,可通过传递脂质、蛋白质、核酸的方式调节受体细胞的生物活性。其来源十分广泛,可存在于各种生物体液中,也由多种动物细胞分泌,如间充质干细胞等。脂肪来源的间充质干细胞作为细胞治疗领域最具前途的多功能工具之一,不仅具有分离的简便性和微创性,还可通过分化成不同的细胞谱系参与骨质修复、血管生成以及神经再生等生物环节,并利用旁分泌信号传导释放外泌体,调控相关骨细胞的分化、增殖和凋亡,影响骨组织微环境,从而预防和改善骨质疏松。该文将从脂肪间充质干细胞衍生外泌体在骨质疏松方面的应用及其作用机制进行综述,为未来脂肪间充质干细胞外泌体应用于骨质疏松的临床治疗提供理论依据。     

人类间充质干细胞来源的外泌体对猪胰岛抗缺氧能力的影响

目的探讨来自人类脐带源间充质干细胞条件培养基(human umbilical cord-derived MSCconditioned medium,Hu-MSC-CM)中的外泌体能否增加新生猪胰岛细胞(neonatal porcine islet cell clusters,NICCs)在缺氧环境下的生存和功能。方法 NICCs在低氧条件下(1%O_2)分别用含外泌体的条件培养基、去除外泌体的条件培养基和常规培养基进行培养。荧光激活细胞分选仪和细胞外通量测定法分别检测外泌体对细胞活性和功能的影响,实时定量PCR检测NICCs中缺氧耐受相关基因HIF-1α、PDH2及VEGF的表达。结果与常规培养基组和去除外泌体的条件培养基组相比,含外泌体的条件培养基组培养的NICCs其存活率、活性和功能均有所提高[IEQ:7 800±210比5 894±188、4 740±273,P <0.001;β细胞存活率(%):77.2±7.0比68.8±1.8、61.5±5.1,P <0.05]。含外泌体的条件培养基组孵育的NICCs细胞中HIF-1α、PDH2及VEGF基因表达均显著高于另外两组。结论人类脐带源MSC-条件培养基可以减轻NICCs在缺氧过程中导致的功能障碍,外泌体在诱导低氧抵抗方面发挥重要作用。     

不同间充质干细胞及外泌体治疗宫腔粘连的研究进展

宫腔粘连(IUA)是一种子宫内膜损伤性疾病,严重影响育龄期妇女生殖健康,已成为子宫性不孕因素的首要病因。目前尚无有效的治愈IUA的方法。间充质干细胞(MSCs)治疗作为一种新的再生医学细胞治疗方法,主要通过归巢到损伤部位后分化为子宫内膜细胞、调节宫腔免疫环境、抑制上皮间质转化、抗纤维化、调控子宫局部的MSCs增殖和迁移等作用,对子宫内膜再生和修复产生影响。MSCs旁分泌的外泌体主要通过促进细胞增殖、抑制细胞凋亡、抗炎和免疫调节功能、促进新生血管形成等作用修复子宫内膜。因此,本文针对IUA的研究现状、MSCs及外泌体对IUA的作用及机制的研究进展进行综述。     

大鼠骨髓间充质干细胞来源外泌体对退变髓核细胞的影响

目的:探讨大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)来源外泌体对退变髓核细胞(nucleus pulposus cells,NPCs)的影响。方法:利用全骨髓法提取SD大鼠骨髓内贴壁细胞,通过成骨、成脂、成软骨三系分化及流式细胞技术鉴定所提取细胞是否为BMSCs,鉴定成功后,收取细胞培养液上清,对上清液进行差速离心,Western-blot(WB)法测定离心沉淀物质CD63、CD81、TSG101、Calnexin蛋白表达情况,并对沉淀物进行透射电镜观察鉴定是否为外泌体。取SD大鼠尾NPCs,传代培养,通过细胞衰老β-半乳糖苷酶染色法鉴定P6 NPCs是否较P2 NPCs产生退变;在激光共聚焦显微镜下观察BMSCs外泌体被P6 NPCs摄取情况;设置P6 NPCs为对照组,BMSCs和P6 NPCs一起培养为共培养组,直接加入BMSCs外泌体诱导P6 NPCs为实验组。培养3d、7d、10d、14d后用RT-PCR法检测3组NPCs中蛋白聚糖(ACAN)、Ⅱ型胶原(COL2)、性别决定区Y方框9(SOX-9)、金属蛋白酶组织抑制剂1 (TIMP1)、基质金属蛋白酶1 (MMP1)基因m RNA的相对表达量;WB法检测ACAN、COL2、SOX-9、TIMP1、MMP1对应蛋白的相对表达情况。结果:通过成骨、成脂、成软骨三系分化及流式细胞技术鉴定利用全骨髓法提取的贴壁细胞为BMSCs。BMSCs培养液上清利用差速离心法提取的沉淀物形态为直径30～100nm的圆形或椭圆形,与文献记载的经典外泌体大小吻合,沉淀物CD63、CD81、TSG101高表达,Calnexin未表达。通过细胞衰老β-半乳糖苷酶染色法鉴定P6 NPCs较P2 NPCs产生明显退变。在激光共聚焦显微镜下观察到外泌体能够被P6 NPCs所摄取。ACAN、COL2、SOX-9、TIMP1基因mRNA的相对表达量在3d、7d、10d、14d共培养组较对照组明显升高(P0.05),实验组较共培养组明显升高(P0.05),共培养组和实验组组内7d较3d明显升高(P0.05)、10d较7d明显升高(P0.05)、14d较10d明显升高(P0.05);MMP1基因mRNA的相对表达量在3d、7d、10d、14d共培养组较对照组明显降低(P0.05),实验组较共培养组明显降低(P0.05),共培养组和实验组组内7d较3d明显降低(P0.05)、10d较7d明显降低(P0.05)、14d较10d明显降低(P0.05);ACAN、COL2、SOX-9、TIMP1、MMP1基因相对应蛋白质表现出同样趋势。结论:在体外实验中,大鼠BMSCs能够分泌外泌体且外泌体能够被退变NPCs摄取,外泌体能够改善退变NPCs标志基因及基因对应蛋白质的表达,可为髓核细胞退变类疾病的治疗提供一种新的思路。