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浙江大学研究人员综述:干细胞衍生的外泌体用于治疗年龄相关的肌肉骨骼疾病

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年龄相关的肌肉骨骼疾病一直被主流的生物制药研究人员所忽视。而事实上干细胞赋予肌肉骨骼系统固有的治愈能力,其中外泌体通过介导细胞之间的相互作用从而增强这种治愈再生能力。目前的审查集中在干细胞(干细胞)衍生的外来体作为治疗肌肉骨骼疾病的再生疗法。

 

来自浙江大学爱丁堡大学联合学院欧阳宏伟课题组的研究人员发表综述,对干细胞衍生的外泌体作为治疗年龄相关的肌肉骨骼疾病的再生疗法的可行性进行了描述。内容主要涉及外泌体介导的RNA转移的机制、如何在体外和体内证明这些机制影响靶细胞中的信号转导途径、用于干细胞培养以及外泌体的分离和表征的标准化流程以及GMP兼容的干细胞衍生外泌体大规模生产等。该综述发表于Biomaterials杂志上(IF=10.273)。

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年龄相关的肌肉骨骼疾病(Age-related musculoskeletal disorders,MSD)的特征是肌肉力量丧失、骨骼脆弱性增加、软骨弹性丧失、韧带弹性降低和脂肪重新分布。传统药物在初级治疗中效果较好,但长期使用可能会产生其他不良影响。例如,睾丸激素治疗与年龄有关的肌肉减少症会增加罹患心血管疾病和前列腺癌的风险,而用于治疗骨质疏松症的双膦酸盐则会增加颌骨坏死的发生率。此外,目前的骨关节炎(osteoarthritis,OA)治疗(如对乙酰氨基酚和可的松注射液)不足以阻止关节损伤。值得注意的是,传统药物也无法恢复受损的骨骼肌肉系统的正常结构和功能。

 

干细胞(Stem cells,SCs)治疗可能是一种有前途的替代方法。在过去的十年中,干细胞技术在几乎所有领域都取得了巨大进步。这其中包括有效的生物制造技术,范围涵盖了优化的制药级培养技术以及全自动、封闭和集成的生物反应器技术。我们还已经实现在控制微环境方面的巨大进步,可将干细胞分化为具有精确身份和细胞功能的所需细胞类型。重要的是,目前正在准备或已经在全球进行了许多临床试验,评估老年人(≥66岁)的干细胞移植治疗骨软骨缺损和OA的疗效。

 

然而,干细胞疗法增加了器官衰竭和神经退行性疾病的风险,这阻碍了干细胞疗法的临床转化。最大的担忧其实是由于干细胞的长期培养而出现致癌性,可能导致核型异常的积累、拷贝数变异以及杂合性丧失。因此,一些研究人员已经把研究方向转向外泌体,即由干细胞分泌的特定囊泡,这是由于外泌体能够传递干细胞内的“生物活性内容”。与直接的干细胞治疗相比,外泌体里的生物活性成分可能会触发血管生成、组织再生和/或免疫调节,并且致癌性风险大大降低。目前已经有干细胞衍生外泌体的临床试验正在进行中。尽管就真正的临床实用性而言还很早,但初步的临床观察以及来自临床前研究的数据表明,外泌体可能为新治疗策略带来希望。如今,在PubMed上已发表了8000多项有关外泌体的研究,其中近61%的研究是在过去三年内出现的。然而,外泌体在治疗与年龄有关的MSD方面的潜力直到最近才开始被人们所认识。在这篇综述里,研究人员将从干细胞分泌的外泌体RNA出发,探讨其如何影响靶细胞的机制,并对其临床应用的可行性进行了描述,最终希望能够在MSD的治疗中发挥其价值。

 

参考文献:Yao X, Wei W, Wang X, Chenglin L, Björklund M, Ouyang H. Stem cell derived exosomes: microRNA therapy for age-related musculoskeletal disorders. Biomaterials. 2019 Sep 17;224:119492.

 

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