细胞衰老可由多种机制引起,包括细胞生长停滞、衰老相关β-半乳糖苷酶(SA-β-gal)活性增加、细胞周期停滞以及p21和p53等细胞周期抑制因子的水平升高(Gu等人,2020年;Shin等人,2019年;Di Micco等人,2021年)。随着时间的推移,衰老细胞会在各种组织中逐渐积累,导致与年龄相关的病理过程,尤其是在皮肤中。人类皮肤衰老是由于内在和外在过程的共同作用,导致活性氧(ROS)的积累(Gu等人,2020年;Papaccio等人,2022年;Zhang等人,2024年)。细胞内ROS的积累会引起氧化应激,从而损害DNA、蛋白质和脂质,进而对皮肤细胞微环境产生不利影响(Gu等人,2020年;Papaccio等人,2022年)。这一过程最终导致真皮纤维化、皮肤过早衰老和皱纹形成。因此,在体外研究中广泛使用亚致死剂量的H2O2来诱导人类真皮成纤维细胞(HDFs)的过早衰老(Lee等人,2022a;Lee等人,2022b)。
脂肪源性前体细胞(APCs)具有分化潜能,因此可作为前体细胞使用。与干细胞类似,前体细胞可以分化为特定类型的细胞(Tan等人,2022年)。尽管前体细胞具有明显优势,但其分裂能力有限。因此,与脂肪源性干细胞不同,APCs分化为成熟的脂肪细胞,这一特性大大降低了后续临床应用中的肿瘤发生风险。
作为一类细胞外囊泡,外泌体起源于内吞囊泡,直径大约在30到180纳米之间(Kalluri和LeBleu,2020年)。外泌体可以携带多种分子,包括核酸、氨基酸、代谢物和脂质。外泌体作为细胞间通讯的媒介,通过传递其内容物来影响各种细胞的生理功能。许多研究发现,外泌体参与了多种细胞过程,包括但不限于生存、增殖、发育、分化和肿瘤形成(Isaac等人,2021年;Zheng,2023年)。因此,外泌体与许多病理状况有关,如心血管疾病、免疫反应、肿瘤进展和与年龄相关的疾病(Gehrmann等人,2014年;Robbins和Morelli,2014年;Castaño等人,2018年;Zhang等人,2017年;Yuan等人,2018年)。多项体外和临床前研究报道了外泌体的抗衰老特性。近年来,干细胞和前体细胞的抗衰老能力得到了广泛研究,有证据表明分泌因子是观察到的治疗益处的原因(Lee等人,2022b;Liu等人,2019年)。由脐带来源的干细胞分泌的外泌体可以有效修复心肌缺血-再灌注损伤、肝纤维化和急性肾损伤造成的损伤(Hsu等人,2014年;Han等人,2019年;Ullah等人,2020年)。然而,来自人APCs的外泌体(APC-Exos)在皮肤衰老中的调节作用仍不清楚。鉴于外泌体在治疗应用中的优势——包括高稳定性、低免疫原性、归巢能力和易于控制剂量和浓度——APC-Exos在抗衰老治疗中的机制和治疗潜力需要进一步研究。
因此,我们假设APC-Exos可能有助于缓解皮肤衰老。为了验证这一点,我们研究了APC-Exos是否能够被HDFs内化并促进HDFs和HUVEC的迁移,从而促进皮肤再生。我们还比较了APC-Exos的物理特性和生物功能。