溃疡性结肠炎(Ulcerative colitis, UC)是一种非特异性免疫相关性肠道疾病，因其高发病率及复发率的特点，已成为加重全球卫生及经济负担的肠道疾病之一，多领域针对UC发病机制及治疗的研究正在火热开展中。焦亡作为机体对抗病原微生物等产生的过度的炎性刺激反应后发生的细胞死亡方式，被证明在UC中发挥重要作用。大量研究显示，具有控制炎症和免疫调节功能的间充质干细胞 (Mesenchymal stem cells，MSCs) 可明显减轻肠道炎症及免疫反应，毛囊作为最具潜力的MSCs种子来源，除了来源丰富、易获取、免疫原性低等特点，已被证明较骨髓等来源MSCs具有更强增殖能力。毛囊来源MSCs可能为UC的治疗提供新的选择。
近期，哈尔滨医科大学附属第二医院金世柱团队在Oxidative Medicine and Cellular Longevity（JCR 2区，IF = 7.310）杂志上发表题为“From Hair to Colon: Hair Follicle-Derived MSCs Alleviate Pyroptosis in DSS-Induced Ulcerative Colitis by Releasing Exosomes in a Paracrine Manner”的研究论文（doi: 10.1155/2022/9097530），详细阐述了毛囊来源的间充质干细胞及其释放的外泌体在溃疡性结肠炎中的治疗作用及其相关分子靶点，并利用生物信息技术分析了可能作用机制。博士生常圆为第一作者，金世柱教授为通讯作者。
该研究首先利用两步酶法提取小鼠触须部毛囊间充质，待培养至第3至5代时，利用成骨成脂分化试剂诱导、流式细胞术检测、免疫荧光等手段进行间充质干细胞及毛囊来源的特异性抗原鉴定，并将其作为后续外泌体实验的供体细胞，通过差速离心法从培养上清液中分离和收集外泌体，并采用透射电镜、Western Blot、NTA进行验证。
而后，该研究对HFMSCs在DSS诱导的小鼠UC及肠道焦亡方面进评估和分析。结果显示HFMSCs治疗组小鼠在缓解腹泻、便血、体重下降等临床表现方面均优于模型组小鼠，且对各组小鼠肠道进行病理切片分析，进一步证明了HFMSCs组小鼠肠道受损程度的更轻。同时，为观察HFMSCs对肠道细胞焦亡的影响，研究者利用免疫组织化学染色、Western Blot及ELISA方法，发现治疗组小鼠的焦亡相关蛋白表达明显低于模型组，PCNA蛋白表达最高。以上数据表明，HFMSCs可明显改善DSS诱导的小鼠UC，并减轻肠道焦亡发生。
为了探索HFMSCs在小鼠UC及焦亡中的治疗方式，该研究利用Transwell共培养体系，对染色后HFMSCs与小鼠肠上皮细胞MODE-K进行共培养，通过细胞免疫荧光发现了HFMSCs旁分泌途径。随后应用外泌体抑制剂GW4869与细胞进行共培养，EdU、CCK8、Western Blot及ELISA的结果进一步证明了外泌体是HFMSCs发挥作用的重要物质。
接下来，该研究在细胞及动物双层面检测HFMSCs源外泌体在细胞焦亡及小鼠UC的治疗效果，并在动物水平研究中对外泌体的剂量进行了低、中、高三个剂型分组。从表型验证到蛋白水平检测，结果均证明外泌体治疗的有效性。值得注意的是，在动物研究中的结果显示，高剂量组400ug在DSS诱导小鼠急性UC模型中治疗效果最为出色，此发现或为今后外泌体应用剂量的研究提供参考。同时为深入探究外泌体的作用机制，该研究通过组织切片免疫荧光染色实验，发现外泌体可定植于焦亡及增殖发生部位，提示外泌体可能作为信息物质载体归巢至病变部位，传输遗传信息物质发挥作用。
在研究最后，研究人员大胆利用已有间充质干细胞生物信息数据，对其进行生物信息分析。结果显示外泌体中富含大量差异表达的miRNA，GO及KEGG富集功能分析提示差异表达的miRNA很有可能参与TRAIL信号通路和IFN-gamma信号通路，这两个信号通路既往已被证明，可以通过限制RIPK1蛋白、mTOR蛋白和MLKL蛋白等方式抑制焦亡，因此，进一步提示了外泌体在UC中的可能作用机制。
参考文献：
From Hair to Colon: Hair Follicle-Derived MSCs Alleviate Pyroptosis in DSS-Induced Ulcerative Colitis by Releasing Exosomes in a Paracrine Manner. Oxid Med Cell Longev. 2022. 2022: 9097530. doi: 10.1155/2022/9097530
外泌体资讯网 Oxid Med Cell Longev|哈尔滨医科大附属第二医院金世柱：毛囊MSCs释放外泌体缓解DSS诱发溃结所致的细胞焦亡
