白癜风在我国发病率高，其病因多样，机制不清，易诊难治，严重影响患者身心健康。由于尚缺乏稳定优良的治疗手段，因此亟待开发出更安全、有效的新型治疗方法。人脐带间充质干细胞（Human umbilical mesenchymal stem cells, hUMSCs）主要来源于新生儿脐带组织中的华通氏胶，其取材方便，免疫原性低，具有很强的组织损伤修复和免疫调节作用。研究表明，间充质干细胞主要通过旁分泌作用来发挥功能，因此间充质干细胞衍生来源的细胞外囊泡是干细胞替代疗法的不二选择。然而，当前研究使用的间充质干细胞大多为传统的二维培养，存在细胞衰老快、增殖分化差、旁分泌弱等不足。三维悬浮培养形成的间充质干细胞球可增加旁分泌能力，提高细胞外囊泡的功能，从而发挥更强的治疗作用。
近日，空军军医大学第一附属医院（西京医院）皮肤科坚哲、李春英教授团队构建了一种三维成球培养的人脐带间充质干细胞模型，其衍生的外泌体（3D-hUMSCs-Exos）在治疗白癜风方面展现出更为显著的效果。相关内容以“3D-hUMSCs Exosomes Ameliorate Vitiligo by Simultaneously Potentiating Treg Cells-Mediated Immunosuppression and Suppressing Oxidative Stress-Induced Melanocyte Damage”为题在线发表于国际著名综合性学术期刊Advanced Science（Q1, 14.3）。1. 成功从健康供体的脐带Wharton's jelly中分离出hUMSCs，并展示了2D和3D培养系统。通过光学显微镜观察到2D培养的hUMSCs呈现均质的纺锤形成纤维细胞样细胞，而3D培养的hUMSCs在悬浮培养48小时后自发聚集形成多细胞球体。
- 2. 通过超高速离心法从2D和3D培养的hUMSCs的上清中分离外泌体，并对其进行了形态学和生化特性分析，与2D-Exos进行对比发现，3D培养的hUMSCs上清液中外泌体分泌更多，且更容易被黑素细胞摄取。
3. 通过建立黑色素瘤-Treg诱导的白癜风小鼠模型，评估了hUMSCs-Exos治疗白癜风的效果，与2D-Exos相比，3D-Exos治疗显著改善了白癜风小鼠的色素脱失。4.通过流式细胞术对小鼠皮肤、外周血和脾脏的细胞进行了分析，3D-Exos治疗显著抑制CD8+T细胞数量和功能并激活了Treg细胞。图4.3D-Exos对白癜风小鼠体内CD8+T细胞和Treg细胞的影响5.体外实验验证3D-Exos治疗扩大了Treg细胞群并恢复了其功能。同时收集了白癜风患者外周血，通过实验验证表明3D-Exos可恢复白癜风病人外周血中Treg细胞抑制CD8+T细胞增殖及活化的能力。图5. 3D-Exos在体外对Treg细胞增殖分化功能的影响6. 通过高通量测序，发现了可能介导3D-Exos抗氧化和免疫抑制作用的miRNAs，其中miR-132-3p和miR-125b-5p是3D-Exos免疫抑制和抗氧化能力的关键介质。图6. 高通量测序和功能实验验证3D-Exos中发挥作用关键介质7. 在白癜风小鼠体内验证miR-132-3p介导了3D-Exos在白癜风小鼠模型中的治疗效果。图7. miR-132-3p介导了3D-Exos对白癜风的体内治疗作用3D-Exos通过传递富含的miR-132-3p和miR-125b-5p，有效改善了白癜风，为未来白癜风的治疗提供了新的选择。这项研究以皮肤抗原特异性CD8+T细胞介导黑素细胞免疫杀伤导致白癜风发病为自身免疫性疾病模型，不仅为白癜风治疗带来了新的手段，也为以外泌体为核心的无细胞疗法治疗其他器官自身免疫性疾病提供了借鉴。据悉，课题组正在积极开展间充质干细胞及其外泌体治疗白癜风的临床研究，希望能为白癜风的治疗提供新的选择。图8. 3D成球培养的人脐带间充质干细胞外泌体通过Sirt1和Bak1蛋白促进Treg细胞增殖分化和保护黑素细胞凋亡有效缓解白癜风空军军医大学西京皮肤医院王琪硕士为该研究论文第一作者，郭伟楠副教授为共同第一作者，空军军医大学西京皮肤医院坚哲副教授、李春英教授为共同通讯作者。这项工作得到了国家自然科学基金重点与面上项目、陕西省自然科学基金重点项目和空军军医大学凌云工程“翱翔计划”的支持。3D-hUMSCs Exosomes Ameliorate Vitiligo by Simultaneously Potentiating Treg Cells-Mediated Immunosuppression and Suppressing Oxidative Stress-Induced Melanocyte Damage, Adv Sci (Weinh). 2024 Jun 17:e2404064. doi: 10.1002/advs.202404064. 外泌体资讯网 Advanced Science｜空军军医大学坚哲/李春英团队：三维成球培养来源的间充质干细胞外泌体有效缓解白癜风进展
