间充质干细胞来源的外泌体治疗脊髓损伤的研究进展

Research progress of exosomes derived from mesenchymal stem cells in the treatment of spinal cord injury

中文摘要:

  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。

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