本文主要研究了光遗传学工程化的脐带间充质干细胞（UCMSC），其衍生的外泌体可促进糖尿病伤口的免疫微环境重塑和组织修复。

糖尿病创面是糖尿病的常见并发症之一，且因缺乏有效的治疗手段，创面延迟愈合的发生率逐年上升。糖尿病患者糖代谢受损导致体内长期血糖高，以致于损坏体内正常的一系列机体反应，包括伤口部位的皮肤细胞迁移和增殖受损、愈合相关因子分泌减少、促炎因子持续产生、血管异常生成、免疫反应紊乱等，从而使代谢反应延缓、伤口愈合困难。
 

 

伤口的组织修复与损伤部位复杂的细胞因子分泌及其信号通路中的生化反应有关。一氧化氮(NO)等大量的生物调节分子在伤口愈合过程中起着不可或缺的作用，如促进伤口的重塑和修复。一氧化氮合酶(NOS)是参与NO合成的酶之一，研究表明内皮型一氧化氮合酶（eNOS）的表达有利于糖尿病创面的愈合。创面eNOS浓度影响创面破裂程度、愈合率及血管生成。信号分子和细胞反应协同促进伤口愈合，几个信号联动激活有助于糖尿病伤口生长因子的释放和血管生成。从炎症到重塑的愈合过程中自噬调节也能改善糖尿病创面的愈合。
 

 

大量研究已表明间充质干细胞(MSCs)在血管生成和组织修复中极其重要，外泌体体疗法可克服传统干细胞移植的副作用，表现出稳定性和低免疫原性。人脐带间充质细胞(UCMSCs)来源的外泌体不仅能促进血管生成，还能通过抑制创面炎症、重建免疫微环境，从而促进创面愈合率，包括调节体内中性粒细胞、巨噬细胞、调节性T细胞(Treg)和记忆T细胞的比例，促进组织修复。

因创伤引起的内皮功能障碍，导致机体血管功能受损状态下，以证明间充质干细胞（MSCs）分泌的外泌体治疗可以增强血管再生功能，可以影响巨噬细胞的极化，抑制M1并促进M2极化，M2巨噬细胞可释放促血管生成和胶原沉积的细胞因子，同时减少促炎因子的释放，抑制炎症反应的发生。
 

 

2023年6月2日，来自浙江省人民医院张成武、牟晓洲教授的研究团队在期刊JOURNAL OF NANOBIOTECHNOLOGY（IF=10.2）上发表了题为Optogenetic engineered umbilical cord MSC-derived exosomes for remodeling of the immune microenvironment in diabetic wounds and the promotion of tissue repair的文章。该团队研究揭示了光遗传学工程化的脐带间充质干细胞衍生的外泌体在糖尿病伤口免疫微环境重塑和组织修复中的作用，为干细胞治疗糖尿病伤口提供了新的思路和方法。

本研究使用光遗传学工程化技术，将UCMSC衍生的外泌体，标记上荧光编码的钙离子敏感性通道蛋白，然后通过激光照射荧光蛋白来刺激UCMSC衍生的外泌体，触发其信号传导和细胞因子释放。分别进行体内外实验的研究。在体外实验中，对UCMSC衍生的外泌体对DC细胞分化、抗原呈递、Th17细胞分化以及免疫调节因子进行检测。在体内实验中，通过裸鼠皮肤创伤模型评估UCMSC衍生的外泌体对伤口愈合、DC细胞分化、Th17细胞分化以及炎症因子的影响。
 

 

研究发现，UCMSC衍生的外泌体能够通过其信号传导和细胞因子释放来调节DC细胞分化、抗原呈递、Th17细胞分化以及免疫调节因子的表达，从而重塑伤口的免疫微环境，促进组织修复。此外，光遗传学工程化的UCMSC衍生的外泌体在裸鼠皮肤创伤模型中表现出更好的治疗效果，这表明光遗传学工程化的UCMSC衍生的外泌体有望成为治疗糖尿病伤口和组织修复的新型治疗策略。

 

联科生物产品助力生命科学研究

 

这篇论文所使用的联科Mouse Regulatory T Cell Staining Kit（小鼠调节性T细胞染色试剂盒）产品，该试剂盒主要用于调节性T细胞（Treg细胞）的检测。Treg相关指标的检测广泛应用于自身免疫性疾病、器官移植、肿瘤免疫耐受治疗等疾病中。如治疗肌萎缩性脊髓侧索硬化症（渐冻人症）；是终末期器官衰竭患者的治疗选择，可诱导移植耐受；通过降低Treg细胞的抑制活性，达到肿瘤抑制效果等。

 

货号	产品名	部分引用文献
KTR201	Mouse Regulatory T Cell Staining Kit	Mucosa-associated lymphoid tissue lymphoma translocation protein 1 exaggerates multiple organ injury, inflammation, and immune cell imbalance by activating the NF-κB pathway in sepsis
		CCL17 acts as an antitumor chemokine in micromilieu‐driven immune skewing
		Myricetin ameliorates experimental autoimmune myocarditis in mice by modulating immune response and inhibiting MCP-1 expression
		Elastic Nanovaccine Enhances Dendritic Cell-Mediated Tumor Immunotherapy

Optogenetic engineered umbilical cord MSC-derived exosomes for remodeling of the immune microenvironment in diabetic wounds and the promotion of tissue repair

原文链接：

https://jnanobiotechnology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12951-023-01886-3