脱发?干细胞外泌体或许能帮到你……
间充质干细胞(mesenchymal stromal cells, MSCs)来源的纳米囊泡可促进毛发生长,但皮下给药后,药物在局部皮肤滞留时间较短,这阻碍了其临床应用。
研究背景
脱发的一个显著特征是毛囊生长期缩短而休止期延长,对此,目前的治疗方案效果有限。有研究发现,来源于MSCs的细胞外囊泡能激活人真皮毛乳头细胞,促进毛囊向生长期转化。但细胞外囊泡产量低,这成为了临床应用的障碍。
研究内容
挤压细胞得到的大量纳米囊泡(nanovesicles, NVs)具有和细胞外囊泡类似的作用,这解决了细胞外囊泡产量不足的问题。
(资料图)
为了延长NVs皮下滞留时间,本文作者用氧化铁纳米颗粒(iron oxide nanoparticle, IONP)处理MSCs,并通过挤压MSCs制备磁性纳米囊泡(magnetic nanovesicles, MNVs),随后,以脱毛小鼠模型为实验对象,在磁场辅助下皮下注射MNVs,分析药物的皮下滞留时间和毛囊的生长情况。
实验结果
首先,作者制得MNVs并进行表征鉴定,确认制得的MNVs符合预期后(可被磁铁吸引形成深棕色颗粒),在小鼠皮下注射MNVs,外加磁场进行实验。
结果表明,肝细胞生长因子和血管内皮生长因子在MNVs中的含量高于NVs,且在IONP高剂量组含量更多。此外,实验结果证实MNVs可被人真皮毛乳头细胞内化。
观察磁场对细胞摄取MNVs的影响,结果显示外加磁场条件下,细胞对MNVs的摄取提高了近3倍。
通过近红外荧光成像观察MNVs在体内的分布,结果显示MNVs+磁场处理的小鼠注射区域荧光信号更强,即外加磁场可以增加MNVs在局部区域的滞留。
后续研究中,作者评估了MNVs促进毛发再生的作用。小鼠持续给药一段时间,免疫荧光染色观察毛囊细胞增殖情况,结果显示MNVs+磁场处理后细胞增殖显著增加。此外,免疫组化染色结果显示,MNVs+磁场对β-catenin(毛发生长过程中的重要信号通路)的影响最为显著。以上结果表明,MNVs可能通过激活毛囊细胞β-catenin信号通路促进细胞增殖。
为进一步探究MNVs激活下游反应的机制,作者构建肝细胞生长因子/血管内皮生长因子缺陷型MNVs并在人真皮毛乳头细胞进行实验,结果显示MNVs处理后的细胞,MAPK信号通路的关键分子p38磷酸化水平增强,而缺陷型MNVs处理后的细胞表现出相反的现象。由此推测,MNVs可通过肝细胞生长因子/血管内皮生长因子上调MAPK信号通路并激活人真皮毛乳头细胞。
最后,作者通过动物实验对MNVs促进毛囊生长的作用进行验证。小鼠治疗21天后,局部皮肤解剖并进行HE染色观察,结果显示MNVs+磁场处理显著增加毛囊直径。以上数据与β-catenin的变化趋势一直,提示MNVs可通过调节β-catenin信号通路促进毛囊生长。
研究结论
本研究中,作者发现IONP可显著增加MNVs中肝细胞生长因子和血管内皮生长因子的水平,并在小鼠模型上验证了外加磁场条件下,MNVs促进毛囊细胞增殖的效果及潜在的作用机制,为脱发的治疗提供了新的思路。
Wang L, Qiao S, Xia R, Liu Y, Hu Y, Wu Y, Zhou J, Liang G, Tian T, Cao L. Mesenchymal stromal cell-derived magnetic nanovesicles for enhanced skin retention and hair follicle growth. Cytotherapy. 2023 Jul 28:S1465-3249(23)00986-6. doi: .. Epub ahead of print. PMID: 37516947.
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