随着时间的流逝,衰老,是每个人最终都会面临的问题。从表面看,我们的身体机能会因为衰老而大幅下降。而当衰老反映到身体内部时,还会有细胞衰老、线粒体功能障碍、端粒消耗、基因组不稳定、干细胞衰竭等特征。
其中,细胞衰老被认为是衰老过程中的关键因素。因此,我们想要真正打破时间的禁锢,还得从延缓细胞衰老下手。而研究人员给了我们一个可能的方案——干细胞外泌体。本文整理了几个干细胞外泌体在延缓衰老领域的研究案例,进行分享。
案例一:干细胞外泌体可减少细胞衰老程度,改善身体功能
来自《stem cells》的一篇论文,研究人员提取并纯化了间充质干细胞外泌体,与衰老的干细胞在同一培养皿进行培养,发现干细胞外泌体可以有效激发原本衰老的干细胞的生长。
△人类干细胞外泌体有效善了衰老干细胞的生长
这主要是因为干细胞外泌体中有着很高含量的PRDX1和PRDX2。作为一种主要位于细胞内具有氧化还原功能的抗氧化酶,它们可以有效减少衰老细胞内活性氧ROS水平,降低氧化应激对细胞的损伤并减少细胞的衰老程度。
不仅如此,在另外一项动物研究中,研究人员每周将纯化的外泌体注射到雌性小鼠体内,发现纯化外泌体显著延长了老年小鼠的寿命,中位寿命甚至延长了10.2%。
研究人员表示,这是因为外泌体内含有一种烟酰胺磷酸脲基转移酶(eNAMPT),它可以促进体内NAD+水平提高,从而显著改善身体活动、睡眠质量、认知功能、葡萄糖代谢和光感受器功能,这再次表明外泌体可以作为一种潜在的延缓衰老的干预措施。
案例二:干细胞外泌体能够保护皮肤光老化以及修复疤痕
来自韩国仁川国立大学的一项研究发现,干细胞外泌体可以明显降低我们皮肤内基质降解酶MMP-1和MMP-3的水平,从而提高皮肤中I型胶原蛋白的合成,减缓皮肤因紫外线照射过早老化。
△细胞外泌体治疗可明显降低MMP-1和MMP-3的表达水平
同时,研究人员还发现通过干细胞外泌体还可以显著减少身体中SA-β-Gal表达的水平,进而恢复衰老细胞中I型胶原蛋白的表达。这些结果表明干细胞具有帮助皮肤抗老化的潜力和广阔的应用前景。
△干细胞外泌体的治疗可以显著减少SA-β-Gal表达
甚至在疤痕修复上,干细胞外泌体也向我们展示了它的潜力。研究人员表示,干细胞外泌体还可能有助于人们进一步减少皮肤疤痕的形成。
疤痕主要是由于伤口部位肌成纤维细胞不受控制的增殖累积导致的。而干细胞外泌体可以抑制成纤维细胞的积累来减少疤痕的形成。在山东大学的一项动物研究中,当真皮损伤的小鼠使用外泌体治疗后,不仅伤口愈合速度比对照组快,且愈合后肌肤表层蛋白更规律、更致密,更有利于伤口修复的无痕化。
△外泌体可促进伤口修复并抑制疤痕形成
案例三:干细胞外泌体整体改善面部老化,且干预安全有效
韩国首尔中央大学医学院Kui Young Park等人在Journal of Cosmetic Dermatology homepage杂志发表了研究成果,评估了人脂肪组织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,表明使用HACS和微针的联合疗法来治疗面部皮肤老化是安全有效的。
此项研究共纳入了28位参与者,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。在每个疗程中,一侧面部给予HACS和微针治疗(HACS组),另一侧面部给予生理盐水溶液和微针治疗作为对照(对照组)。
△人脂肪组织干细胞来源的含外泌体溶液的组成
1、面部老化整体改善
接受治疗后,参与者面部两侧的全球美学改善量表(GAIS)评分逐渐升高,其中接受HACS治疗的面部改善效果更明显。随着时间发展,第6周时HACS组面部改善效果显著优于对照组。在最后一次随访(第12周)时,相比于对照组,HACS组在面部皮肤老化方面的改善效果更显著,表明了HACS改善面部老化的有效性。
△HACS和对照侧的皮肤老化GAIS评分
2、改善皮肤皱纹和皮肤弹性
与基线(治疗前评估的情况)相比,两侧的皮肤皱纹都有所改善,但HACS组的治疗效果明显优于对照组。在最后的随访中,HACS组的平均粗糙度(Ra),粗糙度分布的最大高度(Rt)和粗糙度的平均最大高度(Rz)的平均下降百分比分别为12.4%、14.4%和13.4%。相比之下,对照组分别为6.6、6.8和7.1%。
△基于仪器测量的皮肤皱纹评估
这三个参数一致表明,HACS在治疗皮肤皱纹方面是有效的。除此之外,每次评估都能观察到HACS侧皮肤弹性显著增加,但对照组的皮肤弹性没有明显改善。最后一次随访时,HACS组的皮肤弹性比基线平均增加了11.3%,但令人意外的是,对照组的皮肤弹性下降了3.3%。
△基于仪器测量的皮肤弹性和水合作用评估
3、改善皮肤水合作用及色素沉着
与基线相比,在整个治疗期间,两种治疗方法都显著增加了皮肤水合作用。其中,HACS一侧的皮肤水合作用持续增加,第12周时平均增加6.5%,而对照组只观察到4.5%的增幅。在研究期间,对照组的黑色素指数没有显着变化。而HACS侧的黑色素指数显著下降。第12周时,HACS侧黑色素指数平均下降9.9%,对照组为1.0%。以上表明了HACS可以显著改善皮肤水合作用及色素沉着。
△皮肤色素沉着评估
4、胶原和弹性纤维的密度更高
在最后一次随访时,从HACS侧获得的组织学标本显示,与基线时相比,胶原和弹性纤维的密度更高,粘蛋白和新合成的胶原的沉积也增加。此外,虽然在对照侧也观察到类似的组织学变化模式,但这些变化不如HACS侧明显。病理数据直观的展示了参与者接受治疗后的改善情况,肯定了HACS的治疗效果。
△基线和随访之间HACS和对照侧面部皮肤组织的组织病理学变化
5、外泌体治疗具有安全性
在研究期间未观察到严重的不良事件。治疗期间及治疗后均出现短暂性红斑、水肿及瘀点。然而,这些都是轻微的症状,并在1周内自行消退。在所有参与者中没有观察到永久性的皮肤变化或疤痕形成,表明HACS治疗的安全性。
总而言之,干细胞外泌体作为一种全新的无细胞治疗工具,可以通过其独特的miRNA、lncRNA和酶含量发挥着延缓衰老的作用。它们不仅具有减少组织中衰老细胞的巨大潜力,可以在人体机体创造促再生环境以及保持组织稳态。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,总之,让我们期待干细胞外泌体在延缓衰老方面继续大展身手吧。
参考资料:
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