干细胞外泌体-炎症治疗新希望

干细胞外泌体-炎症治疗新希望

炎症：健康的双刃剑

炎症是人体免疫系统对外界刺激、损伤或感染的一种自然反应。它是一种复杂的生物学过程，涉及多种细胞类型、信号分子和代谢途径。炎症反应的目的是保护身体免受伤害，清除病原体，促进组织修复和愈合。然而，当炎症反应失去控制或持续时间过长时，它可能转变为慢性炎症，成为许多疾病的根源。

急性炎症：身体的快速反应

急性炎症是一种快速、短暂的反应，通常在几小时到几天内发生。它表现为红肿、热痛和功能障碍，是身体对损伤或感染的**反应。例如，当我们的皮肤被割伤或烫伤时，身体会迅速启动炎症反应，以防止感染并促进伤口愈合。在大多数情况下，急性炎症是有益的，因为它有助于恢复身体的正常功能。

慢性炎症：疾病的温床

与急性炎症不同，慢性炎症是一种持续的、低级别的炎症状态，可能持续数月甚至数年。它不会引起明显的红肿热痛，但会逐渐损害身体组织，导致功能障碍和疾病、加速衰老。慢性炎症与多种疾病有关，包括心血管疾病、糖尿病、某些类型的癌症、自身免疫性疾病和神经退行性疾病。例如慢性炎症是动脉粥样硬化的关键因素，这是心血管疾病的主要原因。炎症细胞和分子可以促进血管内壁的脂肪沉积，形成斑块，最终导致血管狭窄和心脏病发作或中风。慢性炎症也与胰岛素抵抗有关，这是2型糖尿病的核心问题。炎症细胞因子可以干扰胰岛素信号传导，导致血糖水平升高。长期持续地破坏身体的免疫系统，导致组织损伤和修复的循环。这种反复的“破坏与重建”增加了DNA突变的风险，从而为癌细胞的产生创造了条件。炎症细胞产生的某些分子可以刺激细胞增殖和血管生成，为肿瘤提供营养和氧气。在自身免疫性疾病中，免疫系统错误地攻击身体自己的组织。慢性炎症可以加剧这种攻击，导致组织损伤和功能障碍。慢性炎症促进神经细胞的死亡和认知功能的下降，与阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病的发展有关。

外泌体作为干细胞MSCs发挥作用的主要方式，转运免疫调节性因子，包括转化生长因子β -1 (TGF-β1)、IL-6、IL-10、肝细胞生长因子(HGF)、信号脂质、mrna和调节性mirna等细胞因子和生长因子，对受体细胞发挥细胞间通讯、抗炎、组织再生、代谢、免疫调节和免疫细胞归巢等生物学作用。

干细胞外泌体在肺部疾病、心血管疾病、自身免疫性疾病、中枢神经系统(CNS)疾病、炎性肠病和结肠损伤、肝肾肺疾病、肾脏损伤、关节炎症和损伤、伤口愈合等中显示出明显的抗炎、免疫调节和修复作用。

肺部疾病

严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)-2感染是全球COVID-19暴发的原因，可为轻度或无症状，但也可引起严重和危重性肺炎和急性呼吸窘迫综合征(ARDS)。间质性肺炎常伴有细胞因子的大量释放(“细胞因子风暴”)，是COVID-19的一个主要致病因素，能够加重ARDS和器官衰竭，导致致命的结果。干细胞外泌体的强大抗炎能力使得其在肺部炎症广泛运用，2020-2023年期间就有10项临床试验报道了干细胞外泌体以不同的给药方式，如静脉滴注、雾化吸入，作为新的治疗手段来抑制不受控制和过度的免疫反应并保护新冠患者免受全身器官损伤。外泌体雾化吸入属于一种更方便、更直接、更安全的给药方式，可以对上下呼吸道起到全面抗炎、深层修复的效果，快速缓解咳嗽，是后疫情时代居家常备的干预方案。

外泌体雾化治疗肺炎临床效果（雾化vs.未雾化）PMID: 35665467

心血管疾病

干细胞外泌体通过抑制TLR4/NF-κB途径，并激活心肌缺血/再灌注(I/R)损伤中的PI3K/AKT途径，促进心脏中巨噬细胞的M2极化，达到抗炎效果，进而改善糖尿病心肌病的心肌损伤、增强心脏功能、减少心肌梗死后的纤维化。动脉粥样硬化斑块中通过HMGA2 NF-kB、IGF2BP1 PTEN途径抑制巨噬细胞浸润，从而改善动脉粥样硬化。动脉粥样硬化是一种慢性炎症性疾病，是冠状动脉疾病的主要病理基础。另外使用干细胞外泌体可以防止MSC动脉内给药引起的心肌微梗塞和肺栓塞的风险。

外泌体对心脏和血管的保护作用

自身免疫疾病

有报道称MSC衍生的外泌体在多种自身免疫性疾病中具有免疫调节效应，如多发性硬化症(MS)、类风湿性关节炎、1型糖尿病(胰岛素依赖型糖尿病)和葡萄膜炎。目前也有多项临床试验在进行中。

外泌体用于1型糖尿病的临床试验

中枢神经系统疾病CNS

阿尔茨海默病(AD)是那些没有有效治疗方法能够减缓或逆转疾病进展的人类疾病之一。干细胞外泌体可以诱导阿尔茨海默病(AD)中胶质细胞向M2表型的极化，产生Aβ降解酶(胰蛋白酶(NEP)、胰岛素降解酶(IDE))和抗炎细胞因子(IL-10和TGF-β)，从而缓解炎症。一项临床研究显示干细胞外泌体经鼻给药给轻中度患者的安全性和有效性，给药后海马体积缩小程度较低，与认知量表相关的疾病评分也有所降低。在神经损伤、脊髓损伤中，MSC外泌体抑制炎症细胞因子(TNF-α和IL-1β)的合成，并促进抗炎细胞因子(IL-10和TGF-β)的产生，减轻炎症。其中的血管内皮生长因子C(VEGFC)、血管生成素-2和成纤维细胞生长因子-2，促进新生血管生成。对急性缺血性卒，可以抑制缺血诱导的、自噬介导的大脑损伤。

外泌体改善AD患者的认知功能   PMID: 37859748

炎性肠病

免疫抑制药物的使用抑制了自身免疫和炎症性疾病中的微生物和抗肿瘤免疫，可能导致恶性肿瘤和感染。因此，需要新的治疗剂，以避免免疫抑制药物的有害作用治疗自身免疫和炎症性疾病。最近的研究表明，MSC外泌体可以通过抑制结肠巨噬细胞和炎症细胞因子的产生，并促进M2表型的极化来缓解结肠炎，减少结肠损伤和炎症。在难治性肛周克罗恩病瘘管患者中，干细胞外泌体治疗开始后6个月内的结果显示，80%患者对治疗有反应，括约肌间瘘患者瘘口完全闭合，患者报告排出物较少，患者的症状明显改善。

外泌体治疗肛瘘流程

肝病

源自人脐带MSCs的外泌体抑制肝细胞的上皮-间质转化和胶原产生、抑制肝脏巨噬细胞(Kupffer细胞)中产生的炎症细胞因子(TNF-α IL-1β和IL-6)和促纤维化因子（TGF-β1），从而保护慢性肝炎、缓解肝纤维化。

外泌体治疗肝硬化临床试验

肾病

一项干细胞外泌体静脉注射治疗20例慢性肾病患者的结果显示，显著改善肾功能，如肾小球滤过率、血肌酐和尿素水平、尿白蛋白-肌酐比等肾脏相关参数。此外，患者外周抗炎因子TGF-β1、IL-10显著升高，抑炎因子TNF-α显著降低，提示整体炎症状态得到改善。

外泌体静脉注射治疗肾损伤对肾小球过滤率的提升（A组外泌体治疗组，B组对照组）PMID: 27499886

骨关节炎

骨关节炎(OA)是慢性关节炎中最常见的一种形式，其发生透明关节软骨、软骨下骨、韧带、关节囊、滑膜、肌肉和关节周围的结构改变。骨性关节炎主要发生在手、髋和膝盖的水平，它会导致疼痛和僵硬，并降低功能，明显降低生活质量。针对炎症受损性关节腔及其周边点位的注射则是更直接的一种治疗收端，临床试验和多项案例均表明，干细胞外泌体对关节疼痛、炎症缓解具有良好效果。

在蛇毒CTX诱导的骨骼肌损伤中使用外泌体也会影响巨噬细胞从M1向M2表型的极化，并减少体内水平的炎症反应。

伤口愈合

多项研究已经调查了MSC外泌体在皮肤疾病和伤口愈合中的效果。伤口愈合的四个阶段包括止血、炎症、增生和重塑。不同的细胞类型参与了慢性伤口愈合的不同阶段，外泌体可以调节M2极化、上调生长因子的表达，促进血管生成、细胞迁移、增殖和再上皮化过程，从而加速伤口愈合。可以用于溃疡、糖尿病足、烫伤、化学烧伤等外伤。

随着研究的深入，干细胞外泌体的潜力正在被逐渐挖掘。随着科技的进步，我们有理由相信，干细胞外泌体将在未来的医疗领域发挥更加重要的作用。我们在选择干细胞外泌体时一定要选择正规的有品质的GMP外泌体，有严格的生产工艺流程并经过验证的，避免一些细胞上清液、培养基等类型带来的安全隐患。

本文来源于《外泌体应用》，如有侵权即刻删除