Advanced Healthcare Materials:内皮祖细胞来源的细胞外囊泡:一种再生医学和疾病治疗新策略

图1:EPC-EVs中包含蛋白质、脂质和核酸等多种生物活性物质。由于它们的存在,EPC-EVs具有的多种临床应用潜力。

随着干细胞疗法的兴起,再生医学治疗策略逐渐进入人们的视野中。由于干细胞增殖和分化能力强、免疫原性低等优势,许多研究者将不同种类的干细胞应用于细胞治疗和再生医学领域的研究。祖细胞具有与干细胞相似的特征,但它们更易分化成特定类型的细胞,因此比干细胞更具特异性。内皮祖细胞(EPC)作为内皮细胞的前体细胞主要来源于骨髓。许多研究表明,当人体组织受到诸如局部缺血或缺氧损伤刺激时,EPC从骨髓迁移到循环血液中,参与受损组织的修复和再生。然而,干细胞/祖细胞在临床应用中仍存在局限性,包括来源问题、伦理问题和细胞生物活性的维持问题等。因此,寻找一种与干细胞具有相同治疗功效却不存在上述问题的无细胞治疗手段十分具有研究价值。

近期,北京航空航天大学生物与医学工程学院刘海峰教授和樊瑜波教授在Advanced Healthcare Materials上发表文章,综述了内皮祖细胞来源的细胞外囊泡(EPC-EVs)作为再生医学与疾病治疗新策略的潜力,系统的总结了EPC-EVs用于治疗循环系统疾病、肾病、糖尿病、骨病、缺血再灌注损伤、肺损伤以及促进血管再生等方面的研究结果,并对EPC-EVs未来的研究发展与研究方向做了展望。

细胞外囊泡(EVs)是一类非均质的膜结构,由细胞旁分泌过程产生,主要分为三大类:外泌体、微囊泡和凋亡小体。目前的研究认为EVs是细胞间通讯的重要参与者。近年来,随着研究者们对EVs的关注,EVs已在多个领域得到应用,如肿瘤生物标志物、纳米药物载体和疾病治疗等。许多研究表明EPC-EVs内包含了多种可以调节细胞功能的核酸、蛋白质等生物活性物质,能够调控血管生成过程,同时对多种疾病(如循环系统疾病、肾病、糖尿病、骨病、缺血再灌注损伤和肺损伤等)也有着优异的治疗效果。与EPC相比,EPC-EVs具有体积小、结构稳定、免疫原性低等优点。此外,相比于传统的干细胞疗法,EVs的伦理问题更少,这也将促使EVs疗法逐步成为基础和临床研究中新兴的无细胞治疗策略之一。

然而,该疗法也存在一些问题,如EPC的细胞来源、培养条件和细胞鉴定过程在不同的研究中有很大差异。EVs的提取过程复杂且没有标准化的操作流程。不同来源的EPC以及不同培养条件下的EPC分泌的EVs功能也存在很大差异。另外,EVs在许多疾病治疗过程中发挥功能的生物学机制仍未完全了解。因此,规范化EVs的分离与提取手段,深入研究EVs的生物起源以及生物学功能将有助于推动这种新兴的无细胞治疗策略进入临床,为再生医学领域研究以及疾病治疗带来更多新的可能性,造福更多患者。该论文的第一作者是北京航空航天大学博士生邢正。相关论文已在线发表于Advanced Healthcare Materials(DOI: 10.1002/adhm.202000255)上。