晒黑，治愈自己:外泌体疗法可以更好地修复太阳，老化受损的皮肤

在未来，你可能是自己的青春之泉——或者至少是你自己的皮肤修复水库。在一项概念验证研究中，北卡罗来纳州立大学(North Carolina State University)的研究人员表明，从人类皮肤细胞中提取的外泌体比目前流行的视黄醇或基于干细胞的治疗方法更能有效地修复老鼠被太阳晒伤的皮肤细胞。此外，纳米大小的外泌体可以通过无针注射送到目标细胞。

外泌体是微小的囊(直径30 - 150纳米)，被细胞排泄和吸收。它们可以将DNA、RNA或蛋白质从一个细胞转移到另一个细胞，从而影响受体细胞的功能。在再生医学领域，外泌体正被测试为从心脏病到呼吸系统疾病的干细胞治疗的载体。

“可以把外泌体想象成一个信封，里面有指令——就像一个细胞寄一封信给另一个细胞，告诉它做什么，”北卡州立大学分子生物医学科学教授、北卡州立大学/北卡罗来纳大学教堂山分校生物医学工程系教授、一篇描述这项工作的论文的通讯作者程轲说。“在这种情况下，包膜中含有microRNA，这是一种指导受体细胞产生更多胶原蛋白的非编码RNA。”

为了测试外泌体是否对皮肤修复有效，Cheng和他的团队首先从皮肤细胞中培养和收获外泌体。他们使用商业上可获得的人类真皮成纤维细胞，将它们在悬浮培养中扩大，使细胞彼此粘附，形成球形。然后球体将外泌体排泄到培养基中。

Cheng说:“与二维细胞扩张相比，这些3D结构产生更多的前胶原蛋白——更有效的外泌体。”

在一个光老化的裸鼠模型中，Cheng测试了3D球体生长的外泌体与其他三种治疗方法:视黄酮乳膏;2 d-grown液;以及骨髓间充质干细胞(MSCs)外泌体，一种目前正在使用的基于干细胞的抗衰老治疗方法。研究小组比较了治疗后皮肤厚度和胶原蛋白生成的改善。他们发现，3D外泌体处理的小鼠的皮肤厚度比未处理的小鼠好20%，比msc处理的小鼠好5%。此外，他们发现3D外泌体处理的皮肤比MSC处理的皮肤产生的胶原蛋白多30%，这是第二有效的处理。

“我认为这项研究显示了3D外泌体用于抗衰老皮肤治疗的潜力，”Cheng说。“与传统治疗相比，外泌体治疗有两个主要好处:一是，你可以使用任何人的供体皮肤细胞来生长和收获这些外泌体——它们不是细胞，所以你不会有排斥的风险。第二，这种治疗可以不使用针头——外泌体足够小，能够通过压力或喷射注射的方法穿透皮肤。

“我们的希望是，最终人们可能能够‘存储’皮肤样本，并返回它们，或使用他们自己可以使用的供体外泌体治疗。我们相信，这项工作是加强未来预防和治疗皮肤老化的人体临床试验的重要一步。”

该作品出现在ACS Nano美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)和美国心脏协会(American Heart Association)提供了部分赞助。博士后胡士魁为第一作者。

皮克-

编辑报告:摘要如下。

“来自人真皮成纤维细胞球状体的外泌体无针注射可改善皮肤光老化”

DOI：10.1021 / acsnano.9b04384

作者北卡罗来纳州立大学分子生物医学科学系和北卡罗来纳州/北卡罗来纳大学教堂山联合生物医学工程学系
发表:在网上ACS Nano

摘要：
人类真皮成纤维细胞(HDFs)是真皮的主要细胞群，随着年龄的增长，会逐渐失去产生胶原蛋白和更新细胞间基质的能力。HDFs自体经皮注射的一项临床应用已获美国食品和药物管理局(Food and Drug Administration)批准，旨在改善面部轮廓，减缓皮肤老化。然而，由于患者的状态不同，并且在扩展过程中经历了许多通道，使用的自体HDFs的质量也不同。本研究收集并比较了来自三维球体(3D hdf - xo)和HDFs单层培养(2D hdf - xo)的因子和外泌体。与2D hdf - xo相比，3D hdf - xo表达的组织抑制剂金属蛋白酶-1 (TIMP-1)和差异表达的miRNA载体水平显著升高。接下来，3D hdf - xo在体外和裸鼠光老化模型中证明了其诱导胶原合成和抗衰老的功效。使用无针注射器进行外泌体治疗。3D hdf - xo引起I型前胶原表达增加，MMP-1表达显著降低，主要通过下调肿瘤坏死因子α (TNF-α)和上调转化生长因子β (TGF-β)。此外，3d - hdf - xo组真皮胶原沉积水平高于骨髓间充质干细胞来源的外泌体。这些结果表明，3D培养的HDF球体的外泌体具有抗皮肤老化的特性，并有可能预防和治疗皮肤老化。