Advanced Healthcare Materials :微沟槽结构通过上调 ESCRT-III 相关蛋白 Alix刺激大鼠脂肪干细胞的小细胞外囊泡分泌

MSCs可以通过旁分泌途径产生各种免疫抑制因子和营养因子,作用于各种免疫效应细胞和内源修复类细胞,促进组织修复。然而,直接使用MSCs存在免疫排斥、表型变化(致癌)、移植后存活率低、难于储存和运输等问题,极大限制了其应用前景。间充质干细胞衍生的小细胞外囊泡 (MSC-sEVs) 作为旁分泌组的重要组成部分,其富含大量生物活性因子,如细胞因子、生长因子和miRNA等,且MSC-sEVs具有低免疫原性、高稳定性等诸多优点,避免了直接使用MSC细胞疗法临床应用的大多数紧迫问题,在再生治疗方面具有巨大潜力。它们积极参与调节免疫反应,血管生成和组织再生中的其他关键过程,近年来受到了相当多的研究关注。然而,常规培养条件下MSC-sEVs分泌量十分有限,且其包裹的内含物也常无法满足治疗特定疾病(如组织修复)临床需求。因此,需要寻求一种简单经济的方法对MSCs 进行诱导调控,并刺激其释放含特定高丰度内含物的 sEVs。

华南理工大学王迎军院士、付晓玲副教授课题组采用微加工技术制备了具有微沟槽和平坦表面的聚己内酯 (PCL) 基底,并以其为模型研究微图案表面对大鼠脂肪来源间充质干细胞 (rASC-sEVs) 产生的 sEVs 的影响。发现微沟槽基底可以调控rASC-sEVs分泌及内含物组成。

与平面基底相比,微沟槽基底能显著刺激 rASCs 的 sEV 产生。随后的研究表明, ESCR-III 蛋白 Alix 可能参与介导微沟槽基底调控rASC分泌sEVs。除了 sEVs 的产量外,微沟槽基底还改变了sEVs 的内含物组成。rASCs 在微沟槽基底上分泌的 sEVs 比 其在平坦基底上分泌的 sEVs 携带更高水平的促血管生成相关 miRNAs(如miR-130a-3p、miR-210-3p、miR-21-5p和miR-126a-5p) 和生长因子(如VEGF、HGF和SDF-1),具有更好的促血管生成特性。该研究表明基底表面拓扑结构是 rASCs 分泌 sEVs 的有效调节器,同时,构建基于表面微拓扑结构的sEVs诱导平台有望为制备针对特定疾病治疗的sEVs提供新技术和新思路。

上述研究工作得到了国家重点研发计划 (2017YFC1105000),国家自然科学基金(U1801252、31971266),广州市科技计划(201804020060),广州市重点研发计划(202007020002),生物岛实验室(广东省广州再生医学与健康实验室)优秀学者项目(2018GZR110102001)的支持。

论文信息:

Improved small extracellular vesicle secretion of rat adipose-derived stem cells by microgrooved substrates through upregulation of the ESCRT-III-associated protein Alix

Yuyong Ji, Weiju Han, Xiaoling Fu*, Jing Li, Qi Wu, Yingjun Wang*

Advanced Healthcare Materials

DOI : 10.1002/adhm.202100492

原文链接:https://doi.org/10.1002/adhm.202100492