护肤界的黑马-间充质干细胞及其衍生物

发布时间：2024-07-09

近年来，随着生物医学技术的发展，间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cells, MSCs）及其衍生物在再生医学和美容领域展现出巨大的应用潜力。1976 年，由 Friedenstein 等发现在骨髓里存在一群非造血的骨髓基质细胞，贴壁生长，形态和成纤维细胞相似

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干细胞的多种分化方向

1992年，美国生物学家Arnold Caplan教授进一步把这类细胞命名为“间充质干细胞”。随后，各国科学家分离得到了不同来源的 MSCs，他们广泛存在于骨髓、脐带、胎盘、牙髓、毛囊、脂肪等多种组织中。研究表明，MSCs 在组织修复和再生方面具有重要作用，可分化为骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞和成纤维细胞等多种组织细胞。MSCs衍生物如今已成为各国科学家竞相研究的对象，其研究范畴广泛，涉及生长/细胞因子和外泌体等多个方面。外泌体作为一种纳米级别的细胞外囊泡，具备细胞间通信的关键功能。

纳米级“信息包”

外泌体是一种由细胞分泌的纳米级囊泡，内含丰富的蛋白质、mRNA、microRNA等物质，这些成分可以在细胞间传递信息，以调节细胞功能。

外泌体不仅是物质传递的工具，更是细胞间信息交流的重要媒介。通过外泌体，细胞能够将特定的蛋白质、核酸等传递给目标细胞，调控其生理状态。例如，在脂肪间充质干细胞及其外泌体的研究中，科学家们运用动物模型进行了深入的探索。通过对比伤口在自然状态下的恢复速度与接受外泌体干预后的恢复速度，发现MSCs外泌体中的特定microRNA和蛋白质可以促进皮肤细胞的增殖和迁移，从而加速创面愈合和组织修复。

如何保存-冻干技术

细胞衍生物的保存确实是一个不容忽视的问题。传统的-80℃冷冻保存方法虽常用，但成本高且操作繁琐。相比之下，冻干技术凭借其独特的优势，在细胞衍生物保存领域崭露头角。该技术通过精心控制去除水分的过程，最大限度地保留了细胞衍生物的生物活性和结构完整性。

冻干技术不仅显著延长了细胞衍生物的保存期限，更在保持其生物活性方面表现出色。与传统冷冻保存相比，冻干技术不仅操作简便、成本较低，而且在复水后能迅速恢复原有的活性，为细胞衍生物的长期保存和应用提供了强有力的支持。因此，冻干技术在细胞衍生物的工业化生产和临床应用中展现出广阔的应用前景，值得进一步探索和应用。

应用方向

疾病治疗

间充质干细胞的细胞衍生物主要包括外泌体以及上千种细胞/生长因子等，这些物质通过与细胞表面或胞内的受体结合，激活细胞内的信号传导途径，影响细胞的行为。

伤口修复

研究表明，MSCs分泌的细胞衍生物能够加速真皮成纤维细胞和角质形成细胞的迁移和增生，促进Ⅰ型和Ⅲ型胶原蛋白的合成，从而加速伤口愈合。间充质干细胞衍生物当中的的细胞因子如VEGF、EGF、FGF等，具有促进细胞增殖、抗炎、抗氧化等多种功效。

MSCs及其分泌蛋白组可通过释放EGF和VEGF等生长因子来促进糖尿病足溃疡愈合

血管内皮生长因子（VEGF）是MSCs分泌的重要因子之一，能够促进血管新生和提高血流供应，从而加速创面愈合。在皮肤受损时，VEGF可以增强血液循环，提供更多的营养和氧气，促进细胞再生和组织修复。而表皮生长因子（EGF）和成纤维细胞生长因子（FGF）则在皮肤细胞增殖和修复中发挥重要作用。EGF通过促进皮肤细胞的增殖和分化，减少皱纹和细纹；FGF则能够增强胶原蛋白的合成，提升皮肤弹性和紧致度。

这些因子通过与特定受体的结合，激活了一系列关键的信号通路，进而在生物学层面上产生显著影响。在医学领域面临的一大挑战——糖尿病足溃疡的治疗中，MSCs以及这些因子同样展现出了令人瞩目的效果，为疾病的治疗提供了新的可能性。

抗炎与免疫调节

MSCs分泌的外泌体具有一定的抗炎作用，从而被科学家们用于改善慢性难治性炎症创面，并有效促进创面的愈合。比如，研究发现，在受到相关炎症因子的刺激后，MSCs 能够分泌一种抗炎蛋白 TSG-6，这种蛋白可抑制巨噬细胞的活化，降低免疫反应。MSCs 还可以激活一种抗炎细胞因子（白细胞介素-10），对创面愈合有治疗作用，可抑制炎症反应。

抗肿瘤

在多项关于间充质干细胞及其衍生物的科研报告中，研究团队观察到这些细胞具有极低的成瘤致瘤风险，并且进一步的研究还揭示了它们对肿瘤生长的潜在抑制作用。具体机制可能包括外泌体中的特定miRNA通过抑制肿瘤细胞的增殖和诱导凋亡，这为MSCs在癌症治疗中的应用提供了新的思路。

皮肤抗衰

随着人们对美容和护肤需求的增加，间充质干细胞衍生物在这一领域的应用也逐渐受到关注：研究发现，外泌体在促进皮肤再生和抗衰老方面具有显著效果。通过将MSCs外泌体应用于皮肤护理产品，可以有效改善皮肤的弹性和光泽，减少皱纹和细纹。此外，外泌体在维护皮肤健康方面扮演了重要角色。一些报道中，它不仅能够调节皮肤内的水分平衡，有效保湿，防止皮肤干燥；更能强化皮肤的屏障功能，抵御外界有害物质的侵袭，从而显著提升整体皮肤健康状态。

外泌体在皮肤医学美容中的作用机制：A. 移除疤痕 B. 皮肤再生 C. 减少黑色素 D. 毛发再生

抗衰老

间充质干细胞（MSCs）的外泌体作为一种富含多种生长因子和RNA的生物活性物质，其在促进皮肤细胞再生、增强皮肤弹性及减少皱纹等方面的功效，已经得到了广泛认可。除了通过注射方式直接应用，仅借助含有MSCs外泌体的护肤品，通过自然渗透/吸收的途径，使抗衰成分深入皮肤层次，同样是一种可行的策略。然而，当前仍需进一步提高外泌体成分的皮肤吸收效率。在一些人体试验的结果中，我们观察到外泌体受试者的皮肤弹性和水分含量均呈现显著上升，且皱纹深度明显减轻，这进一步验证了上述功效的可靠性。

维持健康皮肤

经过科学的深入的研究，MSCs外泌体具备显著抑制黑色素生成的能力，进而实现美白祛斑的效果。其潜在机制可能涉及对黑色素细胞内信号通路的调节，从而减少黑色素的合成与沉积。未来，通过将MSCs外泌体融入皮肤护理产品，有望有效改善皮肤的弹性和光泽，减少皱纹与细纹的出现。

另一方面，在一些细胞、动物实验中，它不仅能够调节皮肤结构内的水分平衡，实现有效保湿，防止皮肤干燥；更能强化皮肤的屏障功能，增加角质层的厚度，有效抵御外界有害物质的侵袭，从而显著提升整体皮肤健康状态。

挑战与机遇

在外泌体方面，研究人员正在探索各种提取和纯化技术。例如，通过高效离心和超滤技术，可以有效分离和纯化外泌体。此外，利用特定的标记分子和免疫亲和技术，也能够提高外泌体的纯度和活性，从而增强其生物效应。在生长/细胞因子方面，通过基因工程技术，可以定向改造细胞，提高特定因子的分泌量。同时，利用微球载体，可以实现细胞因子的靶向递送，提高其在目标组织中的浓度和效果。

尽管间充质干细胞及其衍生物在再生医学和美容领域展现出巨大的潜力，但在应用过程中仍然面临一些技术挑战。随着研究的不断深入，我们有理由相信，间充质干细胞衍生物将在未来的医学和美容领域发挥更加重要的作用，展现出广阔的应用前景。

参考文献

[1]. 间充质干细胞与皮肤的损伤修复. Sheng Wu Yi Xue Gong Cheng Xue Za Zhi. 2021年4月25日;38(2):387–92.

[2]. Yu B, Zhang X, Li X. Exosomes Derived from Mesenchymal Stem Cells. International Journal of Molecular Sciences. 2014年3月;15(3):4142–57.

[3]. Hiscott J, Ware C. Cytokines. Current Opinion in Immunology. 2011年10月1日;23(5):561–3.

[4]. Ferreira A da F, Cunha P da S, Carregal VM, Silva P de C, Miranda MC, Kunrath-Lima M, 等. Extracellular Vesicles from Adipose‐Derived Mesenchymal Stem/Stromal Cells Accelerate Migration and Activate AKT Pathway in Human Keratinocytes and Fibroblasts Independently of miR‐205 Activity. [见引于 2024年7月4日]; 载于: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1155/2017/9841035

[5]. Zhang W, Bai X, Zhao B, Li Y, Zhang Y, Li Z, 等. Cell-free therapy based on adipose tissue stem cell-derived exosomes promotes wound healing via the PI3K/Akt signaling pathway. Experimental Cell Research. 2018年9月15日;370(2):333–42.

[6]. Hu L, Wang J, Zhou X, Xiong Z, Zhao J, Yu R, 等. Exosomes derived from human adipose mensenchymal stem cells accelerates cutaneous wound healing via optimizing the characteristics of fibroblasts. Sci Rep. 2016年9月12日;6(1):32993.

[7]. Xiong M, Zhang Q, Hu W, Zhao C, Lv W, Yi Y, 等. The novel mechanisms and applications of exosomes in dermatology and cutaneous medical aesthetics. Pharmacological Research. 2021年4月1日;166:105490.

[8]. Charoenviriyakul C, Takahashi Y, Nishikawa M, Takakura Y. Preservation of exosomes at room temperature using lyophilization. International Journal of Pharmaceutics. 2018年12月20日;553(1):1–7.

[9]. van Winden ECA, Zhang W, Crommelin DJA. Effect of Freezing Rate on the Stability of Liposomes During Freeze-Drying and Rehydration. Pharm Res. 1997年9月1日;14(9):1151–60.

[10]. Sonje J, Thakral S, Mayhugh B, Sacha G, Nail S, Srinivasan J, 等. Mannitol hemihydrate in lyophilized protein formulations: Impact of its dehydration during storage on sucrose crystallinity and protein stability. International Journal of Pharmaceutics. 2022年8月25日;624:121974.

[11]. Hetta HF, Elsaghir A, Sijercic VC, Akhtar MS, Gad SA, Moses A, 等. Mesenchymal stem cell therapy in diabetic foot ulcer: An updated comprehensive review. [见引于 2024年7月4日]; 载于: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/hsr2.2036

[12]. Saleem SN, Abdel-Mageed AB. Tumor-derived exosomes in oncogenic reprogramming and cancer progression. Cell Mol Life Sci. 2015年1月1日;72(1):1–10.

[13]. Friedenstein AJ, Gorskaja JF, Kulagina NN. Fibroblast precursors in normal and irradiated mouse hematopoietic organs. Exp Hematol. 1976年9月;4(5):267–74.

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