اگزوزوم های مشتق از سلول های بنیادی مزانشیمی/ استرومایی قسمت 1

لطفا تماس بگیریدoscar.xiao@wecistanche.comبرای اطلاعات بیشتر

خلاصه:اگزوزوم ها وزیکول هایی با اندازه نانو هستند که به عنوان واسطه برای ارتباط سلول به سلول عمل می کنند. با اسیدهای نوکلئیک، پروتئین ها و لیپیدهای منحصر به فرد خود که ویژگی های سلول های تولید کننده را منعکس می کند، می توان از اگزوزوم ها به عنوان درمان های بدون سلول استفاده کرد. در میان اگزوزوم‌های مشتق‌شده از منشأهای مختلف سلولی، اگزوزوم‌های مشتق شده از سلول‌های بنیادی مزانشیمی (MSC-exosomes) به دلیل عملکردهای تعدیل‌کننده ایمنی و بازسازی‌کننده‌شان توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند. در واقع، بسیاری از مطالعات اثرات ضد التهابی، ضد پیری و التیام زخم MSC-exosomes را در مدل‌های مختلف in vitro و in vivo نشان داده‌اند. علاوه بر این، پیشرفت‌های اخیر در زمینه زیست‌شناسی اگزوزوم، امکان توسعه دستورالعمل‌های خاص و روش‌های کنترل کیفیت را فراهم کرده است که در نهایت منجر به کاربرد بالینی اگزوزوم‌ها می‌شود. این بررسی، مطالعات اخیر را برجسته می‌کند که پتانسیل درمانی اگزوزوم‌های MSC و نحوه عمل مربوطه را برای بیماری‌های پوستی، و همچنین اقدامات کنترل کیفیت مورد نیاز برای توسعه درمان‌های مشتق از اگزوزوم را بررسی می‌کند.

لطفا برای دانستن بیشتر اینجا کلیک کنید

کلید واژه ها:ضد پیری؛ ضد التهاب؛ رشد مو؛ تعدیل ایمنی؛ سلول های بنیادی مزانشیمی (MSCs)؛ MSC-exosomes; سد پوستی؛ درمان؛ زیبایی شناسی احیا کننده؛ التیام زخم

1. مقدمه

کشف وزیکول‌های خارج سلولی (EVs) یا اگزوزوم‌ها به دهه 1940 برمی‌گردد و این وزیکول‌های کوچک برای مدت طولانی به عنوان سطل زباله سلولی نادیده گرفته می‌شدند [1-3]. آنها فقط در اواسط{2}}پس از کشف مجدد اگزوزوم ها به عنوان پیام رسان برای ارتباطات سلول به سلول شروع به جلب توجه کردند [1،4-6]. اغراق نیست اگر بگوییم در طلوع عصر اگزوزوم هستیم. سالانه بیش از سه هزار مقاله در مورد EV یا اگزوزوم و موضوعات مرتبط در PubMed در سال‌های 2018 و 2019 وجود داشت[1].عصاره cistanche tubulosaمسابقه به سمت تجاری سازی درمان های مبتنی بر اگزوزوم از قبل آغاز شده است [7-10]. چهار شرکت بزرگ راه اندازی اگزوزوم، Codiak Biosciences، Exosome Diagnostics، Evox Therapeutics و ExoCoBio تقریباً 386.2 میلیون دلار سرمایه سرمایه گذار دریافت کرده اند [8]. علاوه بر این، چندین معامله بزرگ بین استارت آپ های اگزوزوم و شرکت های بزرگ داروسازی انجام شده است [10].

اگزوزوم ها وزیکول های خارج سلولی (EVs) در اندازه نانو هستند که تقریباً توسط تمام سلول های یوکاریوتی آزاد می شوند [11]. به طور کلی اندازه آنها از 30 نانومتر تا 200 نانومتر متغیر است. دو زیرجمعیت دیگر EVs میکرووزیکول‌ها (100-1000 nM) و اجسام آپوپتوتیک (500-2000 nM)[12-14] هستند. اگزوزوم های مشتق شده از سلول های بنیادی از جنبه های مختلف پتانسیل درمانی جذابی دارند [15]. مشخص شده است که نحوه عمل (MoA) برای اثرات درمانی سلول های بنیادی عمدتاً اثرات پاراکرین است که توسط عوامل ترشح شده از سلول های بنیادی واسطه می شود [6،16]. در میان بخش‌هایی از ترشح سلول‌های بنیادی، اگزوزوم‌ها نقش عمده‌ای در اثرات پاراکرین دارند [{10}}]. سلول‌های بنیادی/ استرومایی مزانشیمی (MSCs) ارجح‌ترین منبع اگزوزوم‌های درمانی هستند، زیرا خود سلول‌های بنیادی مزانشیمی بر اساس حجم عظیمی از داده‌های بالینی در دهه گذشته بی‌خطر به نظر می‌رسند [15]. علاوه بر این، اگزوزوم های مشتق شده از MSC (MSC-exosomes) را می توان با فیلتراسیون استریل کرد و به عنوان یک محصول خارج از قفسه تولید کرد، در حالی که خود MSC ها نمی توانند. علاوه بر این، اگزوزوم های MSC در زمینه درمان مبتنی بر سلول، مانند پتانسیل تومورزایی با تجویز سلول، عاری از مسائل ایمنی در نظر گرفته می شوند [19،20].بررسی cistanche tubulosaدر واقع، اگزوزوم‌های MSC به عنوان جایگزینی برای MSCها برای استراتژی‌های درمانی بدون سلول جدید در انواع مدل‌های بیماری از جمله بیماری‌های عصبی، قلبی عروقی، ایمنی، کلیوی، اسکلتی عضلانی، کبد، تنفسی، چشمی و پوستی و همچنین سرطان‌ها استفاده شده‌اند. [15،17،19،21،22].

2. سلول های بنیادی مزانشیمی به عنوان منابع اگزوزوم ها

سلول‌های بنیادی مزانشیمی هم قابلیت تجدید خود را دارند (یعنی خودشان می‌توانند سلول‌های بنیادی مزانشیمی بیشتری تولید کنند) و هم پتانسیل تمایز (به انواع دیگر سلول‌ها) [23]. سلول های بنیادی مزانشیمی را می توان از طیف وسیعی از بافت ها و مایعات بدن مانند بافت چربی، مغز استخوان (BM)، پالپ دندان، مایع سینوویال (SF)، مایع آمنیوتیک (AF)، جفت (PL)، بند ناف (UC) به دست آورد. خون بند ناف (UCB) و ژله وارتون (WJ) [24]. سلول های بنیادی مزانشیمی همچنین می توانند از سلول های بنیادی جنینی (ESCs) یا سلول های بنیادی پرتوان القایی (iPSCs) [25-27] مشتق شوند. سلول های بنیادی مزانشیمی، بسته به منشأ خود، قادر به تمایز به انواع مختلفی از سلول ها از جمله سلول های چربی، کندروسیت ها، استئوبلاست ها و میوسیت ها هستند [28]. علاوه بر این، سلول های بنیادی مزانشیمی دارای خواص تعدیل کننده ایمنی برای تنظیم سلول های مختلف درگیر در پاسخ های ایمنی مانند سلول های دندریتیک (DCs)، لنفوسیت ها، ماکروفاژها، ماست سل ها، نوتروفیل ها و سلول های کشنده طبیعی (NK) هستند [24]. بر این اساس، سلول های بنیادی مزانشیمی به عنوان سلول درمانی قوی برای بیماری های مختلف در دهه های گذشته مورد توجه قرار گرفته اند.

ضد پیری بادامک سیستانچ

در مطالعات پیش بالینی گزارش شده از اگزوزوم‌های MSC، سلول‌های بنیادی مزانشیمی به ترتیب زیر از بافت‌ها/سلول‌های مختلف جداسازی شدند: BM (51 درصد)، بافت‌های ناف/جفت (23 درصد)، بافت چربی (13 درصد)، مشتق شده از ESCs یا iPSCs. (8 درصد) و دیگران (5 درصد)[29]. از آنجایی که ویژگی‌ها و عملکرد سلول‌های بنیادی مزانشیمی به منشأ آنها بستگی دارد، بدیهی است که اگزوزوم‌های MSC بسته به منشأ MSCها متفاوت است. با این حال، مطالعات تطبیقی ​​اگزوزوم‌های MSC بر اساس منشأ بافتی آن‌ها هنوز محدود است، و تنها چند گزارش، اگزوزوم‌های MSC مختلف را در یک مطالعه مقایسه کرده‌اند (جدول 1)[30-35]: (1) بافت چربی انسانی- اگزوزوم‌های مشتق شده از MSC (ASC) فعالیت بالاتری از نپری‌لیزین، یک آنزیم تجزیه‌کننده پپتید آمیلوئید (A) در مغز، سپس اگزوزوم‌های MSC مغز استخوان انسان (BM-MSC) نشان دادند که نشان‌دهنده ارتباط درمانی اگزوزوم‌های ASC در بیماری آلزایمر است. [30]؛ (2) BM-MSC-EVs انسانی و وارتون ژله MSC(WJ-MSC)-EVs تکثیر سلولی را کاهش دادند و آپوپتوز را القا کردند، در حالی که ASC-EVs تکثیر سلولی را افزایش دادند و هیچ اثر آپوپتوز در سلول های گلیوبلاستوم U87MG نداشتند [31] ]. با این حال، اثرات اگزوزوم های MSC بر سلول های سرطانی بحث برانگیز است [36]. برای مثال، گزارش شده است که اگزوزوم‌های ASC دارای فعالیت ضد سرطانی بر روی سرطان پروستات هم در شرایط in vitro و هم in vivo هستند [37]؛ (3) اگزوزوم‌های MSC (MSC) مایع قاعدگی انسان و اگزوزوم‌های BM-MSC، رشد نوریت را افزایش می‌دهند. در نورون های قشر و حسی، در حالی که کوریون انسانی MSC-exosomes و UC-MSC-exosomes چنین نبود.cistanche انگلستاناین نشان می‌دهد که انتخاب مناسب منابع MSC ممکن است برای درمان بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی ضروری باشد [32]؛ (4) سلول‌های بنیادی مزانشیمی انسان (MSC) - اگزوزوم‌ها و MSC غشای سینوویال (SM-MSC) - اگزوزوم‌ها که هر دو استئوآرتریت (OA) را ضعیف می‌کنند. در یک مدل موش، اما اگزوزوم های MSC در مقایسه با اگزوزوم های SM-MSC اثر درمانی برتری داشتند [33]؛ (5) مطالعه ای که

سلول‌های بنیادی مزانشیمی سگ گزارش کردند که سلول‌های بنیادی مزانشیمی سلول‌های بنیادی مزانشیمی سطح بالاتری از ترشح ترشح می‌کنند، از جمله اگزوزوم‌ها نسبت به سلول‌های ASC [34]. و (6) سلول های بنیادی مزانشیمی مایع آمنیوتیک انسانی (AF-MSCs) مقدار بیشتری از اگزوزوم ها را نسبت به BM-MSC ها آزاد کردند [35]. با این حال، مقایسه مستقیم نتایج بین مطالعات فوق دشوار است، زیرا آنها با فرآیندها یا روش‌های قابل مقایسه برای جداسازی، شناسایی و ارزیابی کارایی اگزوزوم‌ها انجام نشده‌اند. علاوه بر این، تغییرات از اهداکنندگان مختلف یا روش‌های آماده‌سازی برای سلول‌های بنیادی مزانشیمی یک چالش برجسته باقی مانده است [38،39]. با این وجود، پیشنهاد می‌شود که اگزوزوم‌های MSC ممکن است بسته به منشأ سلول‌های بنیادی مزانشیمی، خواص و کارایی متفاوتی از خود نشان دهند. بنابراین، تفاوت های بیولوژیکی مانند منشاء سلول های بنیادی مزانشیمی و کارایی اگزوزوم های آنها باید برای کاربردهای بالینی خاص در نظر گرفته شود.

3. کنترل کیفیت EVs برای توسعه EV های درمانی

برای توسعه درمان‌های مبتنی بر EV مهم است که EVهای درجه بالینی با فرآیند مطابق با عملکرد تولید (GMP) و کنترل کیفیت (QC) خوب تولید شود. QCs مناسب همچنین برای مطالعات تکرارپذیر در محیط های دانشگاهی بسیار مهم است. اخیراً، انجمن بین‌المللی وزیکول‌های خارج سلولی (ISEV) مجموعه‌ای از اطلاعات حداقلی برای مطالعات وزیکول‌های خارج سلولی (MISEV) را پیشنهاد کرده است که با نام MISEV2018 نهایی شده است[43-45]. وزارت ایمنی غذا و داروی کره (MFDS) اولین دستورالعمل جهان را برای محصولات درمانی EV با عنوان راهنمای ارزیابی کیفیت، غیر بالینی و بالینی محصولات درمانی وزیکول های خارج سلولی منتشر کرد [46. همانطور که در جدول 2 نشان داده شده است، بیشتر معیارهای این دستورالعمل ها مشابه هستند[1] و قبلاً در تنظیمات GMP اعمال شده اند [42, A7,48]. معیارهای معمول QC شامل تعیین کمیت، اندازه، هویت و خلوص خودروهای الکتریکی است.

از آنجایی که این روش ها نمی توانند EV ها را از ذرات غیر EV متمایز کنند، توصیه می شود نتایج حاصل از این روش ها را با نتایج TEM، AFM یا سایر مشاهدات میکروسکوپی مقایسه کنید. 2 مقایسه با نتایج حاصل از روش های کمی سازی مانند کمی سازی پروتئین نیز توصیه می شود. اختصارات: AF4، پراکندگی نور چند زاویه ای همراه با شکنش میدان جریان نامتقارن. AFM، میکروسکوپ نیروی اتمی؛ DLS، پراکندگی نور پویا. FCM، فلوسیتومتری. FCS، طیف‌سنجی همبستگی فلورسانس. ISEV، انجمن بین المللی وزیکول های خارج سلولی؛ LAL، لیمولوس آمبوسیت لیزات. MoA، نحوه عمل؛ MFDS، وزارت ایمنی غذا و دارو. NTA، تجزیه و تحلیل ردیابی نانوذرات؛ RPS، سنجش پالس مقاومتی؛ WB، وسترن بلاتینگ.

3.1. EV کمیت و اندازه

هر دو دستورالعمل MISEV2018 و MFDS استفاده از حداقل دو روش مختلف را برای تعیین مقدار EV توصیه می کنند [45،46]. کمی سازی EV ها را می توان با اندازه گیری مقدار کل پروتئین ها، لیپیدها یا RNA ها به دست آورد زیرا EV ها از همه این مولکول ها تشکیل شده اند. با این حال، این روش ها اطلاعاتی در مورد تعداد ذرات EV ارائه نمی دهند. روش‌های مختلفی برای اندازه‌گیری تعداد و اندازه ذرات موجود است، از جمله آنالیز ردیابی نانوذرات (NTA)، سنجش پالس مقاومتی (RPS)، و پراکندگی نور پویا (DLS). پرکاربردترین روش NTA است [42،{4}}]. NTA تعداد و اندازه ذرات را با ردیابی حرکت براونی تک ذرات در یک محلول آبی تعیین می‌کند [54]. با این حال، NTA از وضوح پایین نمونه‌های چند پراکنده و تغییرات زیاد، مانند تغییرات بین دستگاهی، بین سنجش، و تغییرات درون و بین فردی [{11}}] رنج می‌برد. علاوه بر این، NTA EV ها را از سایر نانوذرات مانند دانه های پروتئینی متمایز نمی کند.cistanche wirkungاخیراً، ابزارهایی برای NTA فلورسانس برای تشخیص EV های نشاندار شده با فلورسنت با آنتی بادی های خاص معرفی شده اند [58]. با این حال، تعیین کمیت خودروهای الکتریکی بسیار چالش برانگیز است. فناوری‌ها و ابزارهای جدیدی به‌ویژه در طول کنفرانس ISEV، مانند نانوفلو سیتومتری 59،60، میکروسکوپ بازسازی نوری تصادفی مستقیم [61]، ExoCounter با فناوری دیسک نوری [62] و فلوسیتومتری تصویربرداری [63] معرفی شده‌اند. . اگرچه توسعه ابزارهای کاملاً سازگار با GMP به زمان نیاز دارد، انتظار می‌رود گام‌های بزرگ رو به جلو در روش‌شناسی برای تعیین کمیت خودروهای الکتریکی منجر به غلبه بر موانع فعلی در آینده نزدیک شود.

3.2. هویت EV

گزارش شده است که انواعی از پروتئین ها با EV مرتبط هستند، به ویژه اگزوزوم ها، از جمله تتراسپانین ها (CD9، CD63، و CD81)، انکسین ها، فلوتیلین، و ALG{3}}پروتئین تعاملی X(Alix) و ژن حساسیت تومور 101 پروتئین (TSG101) [45،64]. پروتئین‌هایی مانند CD9، CD63، CD81، TSG101 و Alix به‌عنوان نشانگرهای خاص برای اگزوزوم‌ها توصیه می‌شوند، زیرا در مقایسه با سلول‌های منشأ، در اگزوزوم‌ها بسیار غنی هستند [45،{13}}]. علاوه بر این، از آنجایی که Alix و TSG101 در تشکیل اجسام چند وزیکولی (MVBs) نقش دارند، وجود این پروتئین‌ها برای حمایت از منشأ آندوسیتی اگزوزوم‌ها ضروری است |43،45،64]. برای QC، حداقل روش های نیمه کمی برای تشخیص این پروتئین ها در اگزوزوم ها توصیه می شود [46]. سنجش ایمونوسوربنت متصل به آنزیم (ELISA) و آنالیز فلوسایتومتری هر کدام برای امکانات مطابق با GMP و آزمایشگاه‌های عمومی دانشگاهی مناسب هستند. اگرچه وسترن بلات به طور گسترده ای در آزمایشگاه های دانشگاهی استفاده شده است، این روش به دلیل فقدان کمی سازی مناسب و اعتبارسنجی روش محدود شده است [67].

3.3.EV خلوص

خلوص EV ها نیز یک معیار حیاتی برای QC است. یک روش ساده برای نظارت بر خلوص EV ها تعیین نسبت ذره به پروتئین، پروتئین به لیپید یا RNA به ذره است [45]. عدم وجود پروتئین‌های داخل سلولی، مانند هیستون‌ها، لامین A/C، GRP94 (یعنی HSP90B1)، GM130 (یعنی GOLGA2)، و سیتوکروم C (یعنی CYC1)، معیار مهم دیگری برای تعیین خلوص EVsorexosomes است. پروتئین ها در اگزوزوم ها به دلیل مکان یابی سلولی دقیقشان غنی نمی شوند [43،45]. ناخالصی های حاصل از فرآیند کشت سلولی از جمله آنتی بیوتیک ها و سرم نیز باید برای نظارت بر حذف مواد بالقوه خطرناک تجزیه و تحلیل شوند [46]. قبل از استفاده برای اهداف درمانی یا سنجش عملکردی، حتی در آزمایشگاه‌های آکادمیک، برای اطمینان از تکرارپذیری، هر دسته از EVs باید توسط QC معمولی واجد شرایط باشد.

3.4. سنجش قدرت

سنجش قدرت مهمترین معیار OC برای پیش بینی اثربخشی EVs در داخل بدن است. مقامات نظارتی مانند سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) استفاده از تست های قدرت مناسب برای محصولات سلولی و ژن درمانی را توصیه می کنند [68]. دستورالعمل‌های MISEV2018 و MFDS همچنین شامل سنجش قدرت EV QC [45،46] را توصیه می‌کنند. توانمندی به عنوان "توانایی یا ظرفیت خاص محصول، همانطور که توسط آزمایش های آزمایشگاهی مناسب یا داده های بالینی کنترل شده کافی که از طریق تجویز محصول به روشی که در نظر گرفته شده است، نشان داده می شود، برای تأثیرگذاری بر یک نتیجه معین مشخص می شود"[68] تعریف می شود. بسیاری از سنجش‌های بیولوژیکی و بیوشیمیایی برای نشان دادن قدرت EVs یا اگزوزوم‌ها گزارش شده‌اند [69،70]. از آنجایی که تعیین کمیت EV ها همچنان چالش برانگیز است، ایجاد یک سنجش قدرت مناسب ابزار ارزشمندی برای نظارت بر سازگاری دسته به دسته و تعیین دوز EVs خواهد بود [71]. اگرچه سنجش‌های قدرت ایده‌آل باید نشان‌دهنده MOA باشند، به دلیل دشواری در شناسایی مواد فعال زیستی منفرد در محموله‌های پیچیده خودروهای الکتریکی، تنظیم یک سنجش قدرت مناسب با سنجش‌های تک بیوشیمیایی یا مبتنی بر سلول‌های جدا شده دشوار است. به عنوان مثال، تقلید پاسخ‌های ایمنی پیچیده در داخل بدن با سنجش‌های مبتنی بر سلول در شرایط آزمایشگاهی دشوار است [70-73].

4. ضد التهاب و تعدیل ایمنی توسط MSC-Exosomes

سلول های ایمنی عوامل محلول مانند سیتوکین های التهابی و واسطه ها ترشح می کنند که می توانند در صورت التهاب نقش داشته باشند [74،75]. به طور خاص، سیتوکین های پیش التهابی، از جمله فاکتور نکروز تومور (TNF)-x، اینترلوکین(IL)-6 و IL{5}} عمدتاً توسط ماکروفاژهای فعال تولید می شوند. این سیتوکین‌ها نقش مهمی در تنظیم واکنش‌های التهابی مانند فعال‌سازی ماکروفاژها و به‌کارگیری سلول‌های ایمنی اضافی دارند [74،75]. در مقابل، سیتوکین های ضد التهابی توسط سلول های T تنظیمی (Tregs)، سلول های کمکی T (Th)2، ماکروفاژهای فعال شده و مونوسیت ها تولید می شوند که پاسخ های التهابی و ایمنی را کنترل می کنند. سایتوکاین های اصلی ضد التهابی شامل آگونیست گیرنده lL-1(lL-1RA)، lL-4، IL-10 و فاکتور رشد تبدیل کننده (TGF)- [76] است.بیوفلاونوئیدهای مرکباتاین سیتوکین ها پاسخ های Th1l و تولید سیتوکین های پیش التهابی را مهار می کنند [76].

التهاب مکانیسم ایمنی ذاتی در پاسخ به محرک های مضر از جمله پاتوژن ها، سلول های آسیب دیده یا محرک ها است و معمولاً به صورت گرما، درد، قرمزی، تورم و از دست دادن عملکرد ظاهر می شود [77]. پاسخ‌های التهابی مزمن کنترل نشده با بیماری‌های التهابی مختلفی مانند آلرژی، آسم، بیماری‌های خودایمنی، بیماری التهابی روده (IBD)، OA، تصلب شرایین و هپاتیت مرتبط است [77-79]. علاوه بر این، اکنون بسیاری از دانشمندان التهاب را به عنوان علت اصلی بیشتر بیماری های مزمن مانند حملات قلبی، سکته مغزی، دیابت نوع 2، بیماری آلزایمر و حتی سرطان می دانند [80،81]. بنابراین، تنظیم التهاب یک هدف درمانی مهم برای درمان بیماری های التهابی است. نشان داده شده است که سلول های بنیادی مزانشیمی دارای خاصیت توانایی های سرکوب کننده سیستم ایمنی ذاتی برای کاهش التهاب و پاسخ های ایمنی هستند [82]. اگزوزوم‌های MSC می‌توانند جایگزینی عالی برای سلول‌درمانی MSC باشند، زیرا اگزوزوم‌های MSC دارای عملکردهای بیولوژیکی مشابهی با سلول‌های منشا هستند، در حالی که پایدارتر هستند و ایمنی‌زایی کمتری نسبت به سلول‌های منشا دارند [83]. در واقع، عملکردهای ضد التهابی و تعدیل‌کننده ایمنی سلول‌های بنیادی مزانشیمی به طور گسترده گزارش شده است (جدول 3) [21،{13}}].

4.1. پلاریزاسیون ماکروفاژها

شواهد انباشته ای وجود دارد مبنی بر اینکه MSC-exosomes باعث افزایش پلاریزاسیون ماکروفاژها از M1 به M2 می شود. ماکروفاژهای Ml با بیان طیف وسیعی از سیتوکین‌ها و کموکاین‌های پیش‌التهابی مانند IL{4}}، IL-12 و TNF- مشخص می‌شوند. در مقابل، فنوتیپ ماکروفاژ M2 توسط سیتوکین های Th2 القا می شود و منجر به ترشح عوامل ضد التهابی مانند IL{10}} و TGF- و نشانگرهای M2 مانند IL{13}}RA، CD163، و موتیف CC کموکاین 22 (CCL22) [152]. گزارش شده است که اگزوزوم‌های BM-MSC انسان و اگزوزوم‌های مغز استخوان فک (JM-MSC) باعث بهبود زخم پوستی [86] و بهبود دیسپلازی برونکوپولمونری (BPD)[86] می‌شوند. پلاریزاسیون ماکروفاژ M2. miR{26}} موجود در اگزوزوم ها با القای پلاریزاسیون ماکروفاژ M2، التهاب را کاهش داد و بهبود زخم را تسریع کرد. کشت همزمان با اگزوزوم‌های BM-MSC باعث افزایش بیان miR{31}} و کاهش بیان پروتئین PBX/گره‌دار هومئوباکس 1 (PKNOX1)، یک تنظیم‌کننده مهم پلاریزاسیون ماکروفاژها، در ماکروفاژهای جدا شده از سلول‌های تک هسته‌ای خون محیطی شد. PBMC). علاوه بر این، پس از کشت همزمان با اگزوزوم‌های BM-MSC، ماکروفاژهای مثبت CD{37} افزایش یافتند و مهارکننده‌های miR{38}} این افزایش را معکوس کردند [85]. در مدل موش با رژیم غذایی پرچرب (HFD)، کمبود miR باعث افزایش نفوذ ماکروفاژ M1 و افزایش تولید سیتوکین های پیش التهابی شد، اما نشانگرهای زیستی مرتبط با M از جمله گیرنده فعال شده با تکثیر پراکسی زوم را کاهش داد. (PPARy) و آرژیناز 1 (ARG1) [153]. مطالعه دیگری روشن کرد که اگزوزوم‌های UC-MSC انسانی همچنین فعال‌سازی ماکروفاژ M2 را ترویج می‌کنند و بهبود زخم پوستی دیابتی را تنظیم می‌کنند [87]. در مقایسه با سلول‌های بنیادی مزانشیمی غیرشرطی UC-MSC، اگزوزوم‌های سلول‌های بنیادی مزانشیمی از پیش شرطی‌شده با LPS حاوی سطح بالایی از let{56}}b بودند، التهاب را بهبود می‌دادند و به شدت ترمیم زخم را تقویت می‌کردند. اگزوزوم‌های UC-MSC پروتئین‌های گیرنده 4 (TLR4) و فسفو (p)-p65 را بدون توجه به پیش‌شرطی‌سازی LPS کاهش دادند. پس از درمان اگزوزوم های UC-MSC از پیش شرطی شده با LPS، ARG1، یک نشانگر ماکروفاژ M2، افزایش یافت و نیتریک اکساید سنتاز القایی (iNOS)، یک نشانگر ماکروفاژ M1، کاهش یافت [88]. let{71}}b TLR4 را هدف قرار می‌دهد که فعال‌سازی آن منجر به فعال‌سازی فاکتور هسته‌ای kB(NF-kB) می‌شود. علاوه بر این، اجازه دهید{75}}b بیان سیکلواکسیژناز را کاهش دهد-2(COX{ {77}}) و پروتئین‌های سیکلین D1 [154]. مشخص شد که اگزوزوم‌های UC-MSC با القای ترشح سیتوکین‌ها از ماکروفاژهای M2 در موش‌های مبتلا به التهاب پوستی شدید ناشی از سوختگی از طریق کاهش بیان TLR4، NF-KB و p-p65، التهاب را سرکوب می‌کنند و بهبود زخم را تقویت می‌کنند [89]. سطح بالاتری از miR{89}}c در اگزوزوم‌های UC-MSC در مقایسه با اگزوزوم‌های فیبروبلاست پوستی (HDF) مشاهده شد. سطح بیان miR{93}c با آسیب سوختگی کاهش یافت و پس از درمان UC-MSC-exosomes در زخم پوستی افزایش یافت. علاوه بر این، درمان اگزوزوم‌های UC-MSC باعث کاهش بیان TNF- و IL{99}} و افزایش بیان IL{100}} شد. این اثرات توسط اگزوزوم‌های مشتق شده از سلول‌های بنیادی مزانشیمی سلول‌های بنیادی مزانشیمی{101}}c که بیش از حد بیان می‌شوند، تقویت شد [88]. در آزمایشی که روی آستروسیت‌های موش انجام شد، سطح بیان miR{105}}c توسط LPS، یک لیگاند گیرنده TLR4 کاهش یافت. بیان بیش از حد miR{107}}c باعث افزایش ترشح IL{108}} ناشی از LPS[155] شد. در میکروگلیای اولیه، محرومیت از اکسیژن-گلوکز (OGD) TLR4 را افزایش داد، در حالی که miR{112}}c این تنظیم مثبت را معکوس کرد. miR{113}}c همچنین NF-kB و سیتوکین های پیش التهابی مانند TNF-، IL{117}} و iNOS القا شده توسط OGD[156] را کاهش داد. علاوه بر این، مشخص شد که اگزوزوم‌های MSC انسانی پلاریزاسیون ماکروفاژ M2 را القا می‌کنند که با افزایش نسبت ARG1/iNOS تأیید شد که منجر به کاهش التهاب در زخم پوستی دیابتی شد [89].

علاوه بر این، اگزوزوم های مشتق شده از سلول های بنیادی مزانشیمی مختلف نیز نقش مهمی در ترویج فعال شدن ماکروفاژهای M2 در سایر بیماری های التهابی و همچنین زخم های پوستی دارند. مشخص شد که اگزوزوم‌های BM-MSC موش التهاب را در آترواسکلروز از طریق پلاریزاسیون ماکروفاژ M2 در داخل بدن از طریق مسیر let{4}/گروه تحرک بالا AT-Hook 2 (HMGA2)/NF-kB تسکین می‌دهند [90]. غنی‌سازی خانواده let{10}} در اگزوزوم‌های BM-MSC یافت شد، و درمان اگزوزوم‌های BM-MSC سطح let{15}}را در موش‌های ApoE-/- تنظیم کرد [90]. ژائو و همکارانش فاش کردند که اگزوزوم های BM-MSC موش همچنین آسیب ایسکمی خونرسانی مجدد میوکارد (IR) را از طریق پلاریزه کردن ماکروفاژها به سمت فنوتیپ های M2 (iNOS-CD206 plus) و افزایش IL{25}} و ARG1 که توسط آنها تنظیم می شود، کاهش می دهد. miR{27}} TLR4 را هدف قرار می دهد[91]. گزارش شده است که اگزوزوم های BM-MSC انسانی باعث کاهش IBD ناشی از سولفات سدیم دکستران (DSS) در موش از طریق قطبش ماکروفاژهای M2b به روشی وابسته به متالوتیونین (MT2A) می شود [92]. گزارش دیگری نشان داد که اگزوزوم‌های ESC موش، کاردیومیوپاتی را با افزایش ماکروفاژهای M2 و انتشار IL{40}} بهبود می‌بخشد [157]. علاوه بر این، گزارش شد که اگزوزوم‌های ASC موش صحرایی انفارکتوس میوکارد را با ترویج پلاریزاسیون ماکروفاژ M2، که با افزایش گیرنده اسفنگوزین{44}فسفات 1 (S1PR1)[93] تنظیم می‌شود، بهبود بخشید. اهمیت محور اسفنگوزین 1-فسفات (S1P)/اسفنگوزین کیناز 1 (SphK1)/S1PR با خاموش کردن S1PR1 تأیید شد، که کاهش آپوپتوز ناشی از هیپوکسی توسط اگزوزوم‌های ASC در سلول‌های H9c2 را لغو کرد. به طور مشابه، اگزوزوم‌های ASC انسان، نشانگرهای ماکروفاژ M2 را در PBMCs انسانی القا کردند [94]. هیو و همکاران نشان داد که اگزوزوم‌های ASC انسانی نیز با تأیید افزایش سطح فاکتورهای رونویسی (مانند مبدل سیگنال و فعال‌کننده رونویسی 6 (STAT6)، فاکتور رونویسی MAF BZIP B (MafB) و غیره، فنوتیپ ماکروفاژ M2 را القا می‌کنند که منجر به تنظیم اثرات تعدیل کننده ایمنی و ضد التهابی مانند افزایش Tregs و سایتوکین های ضد التهابی (مانند IL{69}} و TNF{70}}ژن تحریک شده-6(TSG{72}})[94 ]. اگزوزوم‌های ASC موش همچنین باعث پلاریزاسیون ماکروفاژ M2 و کاهش التهاب بافت‌های چربی سفید (WAT) در موش‌های چاق شد[96]. این اثرات به فاکتور رونویسی STAT3 در اگزوزوم های ASC وابسته است. علاوه بر این، ماکروفاژهای M2 آموزش دیده با اگزوزوم ASC باعث تکثیر خود ASCها و تولید لاکتات از ASCها شدند که باعث افزایش بیشتر WAT شد [95]. با این حال، مطالعات بیشتری برای درک مکانیسم مولکولی زیربنایی برای تنظیم پلاریزاسیون ماکروفاژ M2 توسط اگزوزوم های MSC مورد نیاز است.

این مقاله از سلول های 2020، 9، 1157 استخراج شده است. doi:10.3390/cells9051157 www.mdpi.com/journal/cells