紫外线引起的光老化是皮肤衰老的主要原因。现有抵抗光老化的策略十分单一，仅聚焦在前期的防晒或者受损后的皮肤修复，对于光老化缺乏一个整体的治疗策略，无法真正意义上地打破光老化的恶性循环。
近日，毕生之研x玻得理联合实验室与上海交通大学肿瘤、衰老与血液学国际实验室的研究人员在国际知名杂志Materials Today Bio (IF=8.7, 中科院一区top)上发表了题为“Olea europaea leaf exosome-like nanovesicles encapsulated in a hyaluronic acid / tannic acid hydrogel dressing with dual “defense-repair” effects for treating skin photoaging”的研究论文（Volume 26, June 2024, 101103）。该研究开发了一种新型敷料，通过双重“防护-修复”机制主动屏蔽紫外辐射并修复光老化的受损皮肤。
研究人员聚焦已证实具有抗衰老作用的油橄榄叶，并成功提取出外泌体样纳米颗粒（Olea-europea Leaf Exosome-like Nano Vesicles, OLELNVs），使其优化成为具有高剂量效应的同时亲肤无细胞毒性的逆转细胞衰老的核心功能生物材料。另外，研究人员还将具有保湿高贴合特性的透明质酸（HA）和具有出色紫外吸收能力单宁酸（TA）通过聚乙二醇二缩水甘油醚（PEGDE）共价键交联并以TA特定比例物理交联形成水凝胶网络与OLELNVs两者结合，建立了OLELNVs@HA/TA具有防御-修复功能的双重抗光老化体系。体内和体外实验结果表明，OLELNVs@HA/TA水凝胶能够有效减少紫外诱导的皮肤损伤，促进皮肤修复和再生，并通过显著下调NF-κB信号通路介导的炎症老化反应，展现了在临床应用中对抗光老化的创新双策略方法。
研究团队利用超滤和尺寸排阻色谱法从橄榄叶中成功提取了OLELNVs，并对其进行了详细表征。颗粒跟踪分析显示，OLELNVs的平均粒径约为140 nm，透射电子显微镜图像进一步验证了其典型的外泌体样脂质双层膜结构。此外，OLELNVs的表面电位为-40.71 ± 0.28 mV，表明其具有良好的稳定性。荧光显微镜观察显示，OLELNVs能够被HaCaT细胞有效吸收，并进入细胞质内。
为了比较OLELNVs和传统的橄榄叶提取物（OLEX）的效果，研究进行了多项实验。CCK8实验结果表明，OLELNVs在各浓度下对HaCaT细胞无毒性，并且随着浓度的增加，细胞活力显著提高。相较之下，OLEX在高浓度下表现出一定的细胞毒性。划痕实验显示，OLELNVs处理组的细胞迁移和划痕闭合速度显著高于OLEX组，尤其是在高浓度下，OLELNVs组的划痕闭合率达到76 ± 2%，而OLEX组仅为40 ± 3%。此外，ABTS自由基清除实验表明，OLELNVs在低浓度下具有更强的抗氧化能力，这可能是由于其封装了更多的抗氧化酶、维生素C和酚类化合物等抗氧化物质。
此外，OLELNVs在透皮率上也表现出显著优势。体外透皮实验显示，OLELNVs能够更有效地穿透皮肤屏障，并在皮肤更深层次分布，相较于OLEX，OLELNVs的透皮率更高。这一特点使OLELNVs在实际应用中具有更好的皮肤吸收效果，增强了其抗氧化和抗炎作用。
在UV损伤模型中，OLELNVs处理后，HaCaT和HDF-α细胞的增殖受到UV抑制的现象得到显著缓解，细胞活力提高。进一步的实验结果显示，OLELNVs能够显著降低UV诱导的活性氧（ROS）和炎症因子IL-6的水平，同时恢复超氧化物歧化酶（SOD）活性。Western blot分析显示，OLELNVs显著抑制了UV诱导的基质金属蛋白酶（MMP-1和MMP-3）的表达，恢复了I型胶原（COL-I）的水平。此外，OLELNVs处理显著降低了UV诱导的衰老相关β-半乳糖苷酶（SA-β-Gal）活性，这一酶是细胞衰老的标志物之一。综合这些结果，表明OLELNVs在减轻UV诱导的皮肤老化方面具有潜力。
通过miRNA测序，研究发现OLELNVs中富含miR168家族，尤其是miR168a-5p。KEGG分析预测，miR168a-5p的靶基因显著下调了NF-κB信号通路，该通路在炎症反应中起关键作用。转录组分析进一步表明，与UVB诱导的细胞相比，OLELNVs处理组中差异表达基因的NF-κB信号通路显著富集，意味着OLELNVs可能通过调节该通路缓解炎症和老化。
研究表明，将外泌体纳入水凝胶中可以增强其稳定性。将OLELNVs封装在HA/TA水凝胶中可以限制其运动，减少聚集，提高其在冷藏甚至室温下的长期稳定性。实验通过红外光谱、流变学测试和扫描电子显微镜（SEM）对HA/TA水凝胶和OLELNVs@HA/TA水凝胶进行表征。结果表明，TA与HA之间的氢键交联增强了水凝胶的结构稳定性。OLELNVs@HA/TA水凝胶展示了三维网络结构，并在体外表现出持续释放OLELNVs的能力。体内研究显示，OLELNVs@HA/TA水凝胶在皮肤上的稳定性显著增强，在持续洗涤后荧光信号保持良好。TEM结果显示，储存在HA/TA水凝胶中的OLELNVs在4°C保持了完整的囊泡结构和更高的蛋白浓度。
为了验证HA/TA水凝胶结合OLELNVs在抗光老化方面的作用，研究开发了体外和体内模型。UV吸收测试显示，HA/TA水凝胶具有显著的UV阻挡效果，而OLELNVs具有修复UV损伤的能力。在细胞实验中，OLELNVs@HA/TA水凝胶能够减少UVB诱导的细胞活力损伤，并在UVB损伤修复模型中显著恢复细胞活力。
皮肤光老化会导致皱纹、松弛、发红和色素沉着等症状。UVB辐射通过诱导胶原和弹性纤维降解、氧化应激和炎症，加剧这些情况。在小鼠皮肤光老化模型中，OLELNVs、HA/TA、OLELNVs@HA/TA和OLEX处理组分别展示了不同程度的改善。
模型组表现出明显的皮肤增厚、发红和深皱纹，而OLELNVs组仅有轻微发红，HA/TA组无晒伤但有皱纹，OLEX组有轻微发红和细小皱纹，OLELNVs@HA/TA组几乎没有光老化迹象。H&E染色显示，OLELNVs@HA/TA组的表皮厚度显著减少，Masson染色表明该组的胶原含量增加，而Weigert染色显示弹性纤维显著恢复。此外，免疫组织化学分析显示，OLELNVs@HA/TA组的COL-I表达增加，MMP-3表达减少。
免疫荧光检测表明，OLELNVs@HA/TA组的p53、p21、TGF-β和TUNEL水平最低，显示出显著的抗衰老和抗凋亡效果。生化检测结果显示，OLELNVs@HA/TA组的SOD活性最高，IL-6浓度最低，证明了其抗氧化和抗炎能力。这些结果表明，OLELNVs@HA/TA水凝胶系统通过保持皮肤结构、减少细胞衰老和增强抗氧化防御，有效对抗UVB诱导的光老化。
总的来说，该研究通过结合油橄榄叶源外泌体样纳米囊泡和透明质酸/单宁酸水凝胶，开发了一种具有双重“防护-修复”作用的敷料，在UV防护的同时显著降低了UV诱导的皮肤损伤，促进了皮肤修复和再生，为皮肤光老化的治疗提供了一种创新且有效的解决方案，具有广阔的临床应用前景。
参考文献：
Wang, Z., Yuan, J., Xu, Y., Shi, N., Lin, L., Wang, R., Dai, R., Xu, L., Hao, N., & Li, Q. (2024). Olea europaea leaf exosome-like nanovesicles encapsulated in a hyaluronic acid / tannic acid hydrogel dressing with dual “defense-repair” effects for treating skin photoaging. Materials Today Bio, 26, 101103. https://doi.org/10.1016/j.mtbio.2024.101103
外泌体资讯网 毕生之研x玻得理实验室x上海交大：具有“防御-修复”双重效果的油橄榄叶外泌体样纳米囊泡水凝胶敷料在抵御皮肤光老化中的应用
