用于口腔颌面部疾病诊断和治疗的基于外泌体的工程策略 (III).

小夏 健康 更新 2024-01-31

你的城市下雪了吗 Anext 基于染色体的口腔颌面疾病诊断和工程策略(III) 继续第一部分:基于外泌体的口腔颌面疾病诊断和工程策略(II)。2. 外泌体的工程策略

虽然天然外泌体已广泛用于口腔颌面部疾病,但其缺点仍然很明显,包括产量低、杂质高、易去除、缺乏靶向性,导致天然外泌体的有效性有限。 近年来,人们发现,使用外泌体精确**口腔颌面疾病有望通过工程手段实现。 工程化外泌体的制备方法包括母细胞的预处理、外泌体的直接处理以及与外泌体结合的生物材料,这些方法可以使外泌体相关功能具有明显的相关性。

、母细胞预处理

母体细胞常用的预处理方法包括通过透化病毒或质粒转染母体生物以获得携带特定基因的外泌体、炎症因子的预处理以及环境条件的预处理。 研究发现,滑膜间充质干细胞(SMSCs)只能促进成纤维细胞增殖,而不能促进内皮细胞血管生成。 通过慢病毒转染技术上调SMSCS产生的外泌体miR-126-3p的表达水平,可以促进胶原蛋白的产生和血管生成,从而导致长期糖尿病创面。 类风湿性关节炎 (RA) 中促炎 M1 和抗炎 M2 巨噬细胞活性之间的不平衡会诱发滑膜炎症和自身免疫。 研究人员将质粒DNA封装在编码抗炎细胞因子白细胞介素-10(IL-10 PDNA)和化疗药物-mezon-磷酸钠(BSP)的M2型巨噬细胞中提取的外泌体中,发现M2 exo PDNA BSP共转运系统促进M2巨噬细胞极性,可作为RA**中有前途的生物相容性药物载体和抗炎剂。 褪黑激素 (MT) 预处理的 MSCS 衍生外泌体,MT-EXO 可以通过抑制炎症反应来促进糖尿病伤口愈合,并通过激活 PTEN AKT 信号通路增加 M2 极化与 M1 极化率。 MT预处理已被证明是一种很有前途的糖尿病伤口愈合方法。 阿妥伐他汀 (ATV) 是一种 HMG-Coa 还原酶抑制剂,临床上用于降低血脂。 用 ATV (ATV-EXO) 预处理的骨髓间充质干细胞 (BMSC) 外泌体通过增强血管生成来加速糖尿病伤口愈合。 有专家发现,用3,3-二二钚二甲烷处理的人脐带间充质干细胞(HUCMSCs)可以通过增加外泌体WNT11的自分泌信号来促进HUCMSCs的增殖,从而加速深部继发性烧伤创面的愈合。 诱导缺氧后,脂肪干细胞的存活和增殖明显增强,其产生的外泌体可通过PI3K AKT通路激活,促进糖尿病创面的高质量愈合。

类风湿性关节炎中巨噬细胞复极化的机制。

分子工程化的 M2 巨噬细胞衍生的外泌体,具有炎性抗感染和抗炎能力,可共同递送 IL-10 PDNA 和 GCS,通过 M1 至 M2 巨噬细胞复极化实现 Ra**。

、外泌体的直接修饰

与亲本细胞的预处理相比,外泌体修饰具有更直接和有益的效果。 外泌体加载方法包括共孵育、超声处理和电穿孔。 共孵育是直接修饰外泌体的常用方法。 单核细胞来源的髓系细胞在与炎症相关的自身免疫性炎症性疾病和癌症中起着至关重要的作用,EL-4(鼠淋巴瘤细胞)来源的外泌体与姜黄素共培养,从而增强了外泌体对炎症的**作用。 早期的研究报道,外源性货物可以通过超声波装载到外泌体中。 超声处理可以保持外部结构的稳定性,并且比共同孵化更有利于货物装载。 由于缺乏抗菌作用,外泌体很少用于感染伤口。 一项研究通过对携带银纳米颗粒 (AGNPS) 的外泌体进行超声处理,赋予人脐带间充质干细胞 (HUCMSC) 的外泌体抗菌活性。 TS-SF SA AG-EXO敷料是一种由外泌体和银纳米颗粒复合物组成的不对称湿法敷料,具有多功能特性,包括广谱抗菌活性、促进伤口愈合、保水和维持电解质稳态。 电孔是另一种常用的方法,用于以高货物装载率装载外泌体。 同时,电穿孔增加了外泌体中负载的RNA和亲水小分子的数量,从而减少了伤口微环境中的RNA降解。 研究人员通过电孔将Cas9核糖核酸蛋白(RNP)加载到从肝星状细胞中分离的纯化外泌体中,并发现这促进了RNP的高效细胞质递送,同时允许RNP在体内肝组织中的特定积累,这反过来又促进了肝病的组织特异性基因**。

用于Cas9 RNP**肝病体内递送的外泌体示意图。

、生物材料负载外泌体

最近的研究报告称,通过使用各种类型的生物材料示例(例如水凝胶支架或敷料)来提供结构支持和递送外泌体,已经取得了令人满意的**结果。 一项研究产生了 Oxoband,一种富含外泌体、释放氧气的抗氧化伤口敷料,由抗氧化聚氨酯 (PUAO) 组成,PUAO 是一种高度多孔的冷冻凝胶,具有持续的氧释放特性,含有脂肪来源的干细胞 (ADSC) 外泌体。 实验结果表明,在2周内,oxoband促进了更快的伤口闭合,增强了胶原蛋白的沉积,加快了再上皮化,增加了血管生成,降低了氧化应激,从而促进了糖尿病伤口的愈合,并可能导致**新的糖尿病溃疡**。 研究人员开发了一种生物反应性聚乙二醇(PEG)DNA杂化水凝胶,其中装载了人状干细胞衍生的外泌体(scap-exo),并发现该系统在正常和糖尿病条件下均能有效促进骨再生。 研究人员将脐带间充质干细胞(UCMSC)外泌体(UCMSC-EXO)封装在硫醇透明质酸微凝胶中,并表明它们可以促进骨关节炎(OA)软骨修复和软化软骨细胞年轻化。

Oxoband的形成和应用示意图。

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