视神经病变是不可逆性致盲眼病,包括青光眼,外伤性视神经病变、遗传性视神经病变等的共同病理机制。视神经作为中枢神经系统的一部分,损伤后难以修复和再生,而外周神经系统具有良好的神经元存活和轴突再生能力。雪旺细胞(Schwann cells, SCs,又叫施万细胞)通过分泌神经营养因子等,促进受损神经元的存活及其轴突的再生,参与周围神经系统中有髓神经纤维的构成。研究证明了SCs在视神经损伤细胞治疗中具有强大的神经保护效果,但因其SCs存活率低、免疫排斥等转化应用受到限制。近年来,大量研究认为小细胞外囊泡(EVs)在生物治疗与临床转化方面具有独特优势,成为一种具有良好前景的细胞替代疗法。SC-EVs作为天然的生物纳米材料,携带多种细胞内生物活性分子,或可发挥神经保护作用。
近日,温州医科大学附属眼视光医院吴文灿教授、池在龙教授团队在Journal of controlled release(JCR Q1 IF:10.8)发表了题为 “Schwann cell-derived extracellular vesicles as a potential therapy for retinal ganglion cell degeneration”的研究论文(2023 Oct 9:S0168-3659(23)00662-4),首次报道了SC-EVs在视神经损伤修复中的作用及机制,有望为视神经病变的临床治疗提供新的策略。朱森淼、陈丽莉、王敏为文章的共同第一作者,池在龙、吴文灿为共同通讯作者。
研究表明,在无任何转染试剂辅助下,原代视网膜神经节细胞(RGCs)可较好的摄取SC-EVs,利用GW4869抑制EVs的分泌功能,发现神经保护与轴突再生作用显著降低,而体外给予SC-EVs处理可促进RGCs的存活和轴突再生,提示SC-EVs可能是雪旺细胞促进神经损伤修复过程中细胞间通讯的重要介质。
在大鼠视神经损伤模型中,发现玻璃体腔注射SC-EVs,也能较好的被视网膜细胞摄取,治疗组RGCs存活率得到明显改善,视网膜神经节复合体厚度增加,部分生理功能得以保存。
为了进一步探索视神经损伤保护中的功能及机制,该研究通过高通量测序发现,SC-EVs外泌体中富含多种生物活性分子,如miRNA等,推测其在神经损伤修复中发挥重要作用。通过对视网膜组织差异基因的富集分析发现,SC-EVs参与减少神经元的凋亡。体外谷氨酸处理神经细胞实验发现,SC-EVs减少神经细胞凋亡,体内实验也显示抑制视网膜内层神经元的凋亡。该研究进一步验证了SC-EVs治疗后CREB信号通路显著上调,而激活CREB能显著降低RGCs的凋亡。通过视网膜平铺片免疫荧光共染色发现SC-EVs促进RGCs中pCREB的表达,发挥神经保护作用。
综上所述,该研究报道了雪旺细胞来源的小细胞外囊泡(SC-EVs)在视神经损伤修复中的治疗前景及潜在的分子机制。目前,间充质干细胞来源小细胞外囊泡(MSC-EVs)是各类疾病,包括中枢神经系统疾病的损伤修复与再生治疗中主流的研究对象,该研究从不同的角度阐明了周围神经系统胶质细胞来源EVs在视神经病变中的功能及机制,为中枢神经退行性病变的损伤修复与再生治疗提供了一种新的策略。
参考文献:
Schwann cell-derived extracellular vesicles as a potential therapy for retinal ganglion cell degeneration. J Control Release. 2023 Oct 9: S0168-3659(23)00662-4. doi: 10.1016/j.jconrel.2023.10.012.
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