皮肤是人体最大的器官，也是机体第一道天然保护屏障。它对于维持内环境稳定，免受外界有害物质侵害发挥着重要的防御作用。皮肤衰老不仅影响其对机体的保护作用，还对人群造成极大的心理负担，是近年来全球热点研究领域之一。紫外线照射引起皮肤细胞产生活性氧（ROS），进而引发氧化应激反应及炎症反应，造成皮肤光老化。现阶段开发的几种抗光衰老策略，如护肤方案、应用维生素类药物等具有疗效不明确、造价昂贵或副作用强等缺点。所以寻求一种具备抗氧化能力的天然有效安全的治疗物用于皮肤光老化治疗，具有切实的科学和临床意义。近日，浙江省人民医院（杭州医学院附属人民医院）牟晓洲团队在Biomaterials Research杂志上发表题为”Polygonum multiflorum Extracellular Vesicle-Like Nanovesicle for Skin Photoaging Therapy”的论文（PMID: 39703536），主要介绍了提取天然植物何首乌外泌体样纳米囊泡减少紫外诱导的氧化应激，促进胶原生成，抑制皮肤光老化的作用。植物来源外泌体样纳米囊泡来源广泛、产量高、生物相容性好，近年来被应用于多种疾病的治疗中。浙江省人民医院临床医学研究所牟晓洲研究员、皮肤科樊一斌主任、边琼副研究员为该论文的共同通讯作者，硕士生何俊佳为第一作者。
为了从新鲜何首乌中分离PMELNVs，研究者首先利用榨汁机将其加工成均匀的混合物，并使用各种离心技术的组合分离PMELNVs。采用透射电子显微镜（TEM）进行的超微结构和形态分析发现，分离的囊泡显示出特征性圆形或杯状形态，具有盘状凹结构。此外，纳米囊泡的尺寸主要在91.28至255.0nm的范围内，PMELNVs的平均电位为-7.72mV。为了更深入地了解PMELNV的组成和潜在的生物学功能，使用LC-MS技术进行了全面的分析，有机化合物占PMELNV的13.62%，其次是羧酸及其衍生物（12.54%）和黄酮类化合物（8.87%）。表征这些物质的功能性揭示了它们显著增强与抗氧化应激、抗衰老、和黄酮类化合物生物合成相关的途径。综上所述，从何首乌中提取的外泌体样纳米囊泡含有多种抗氧化化合物和相关的代谢途径，为进一步研究奠定了基础（图1）。
图1.何首乌外泌体样纳米囊泡PMELNVs的鉴定与表征PMELNVs能够提高紫外诱导的衰老HDF细胞的活性。将不同水平的PMELNVs浓度（10、20、40和80 μg/ml）应用于紫外诱导的衰老HDF细胞。与UVB组相比，PMELNVs显著增强了紫外诱导的衰老HDF细胞的活性。此外，在β-gal检测中，利用SA-β-gal测定试剂盒评估用PMELNVs处理的HDF中的β-gal表达。观察到PMELNVs对HDF中的β-gal表达表现出下调作用，导致老化细胞的百分比显著降低。此外，PMELNVs上调了HDF中COL 1和COL 3的mRNA表达，同时下调了mRNA MMP-1的表达水平。与UVB照射组比较，差异具有统计学意义，同时在蛋白质水平也观察到了类似的趋势。(图2）
图2.PMELNVs抑制β-gal和基质金属蛋白酶的产生，提高HDF活力，上调胶原蛋白表达，以对抗衰老。在用于模拟光老化的各种物种中，裸鼠是最常用的。紫外线照射裸鼠背部皮肤是一种广泛接受的研究皮肤光老化的模型。这种偏好部分归因于裸鼠的无毛性质，这有利于观察由紫外照射或后续治疗诱导的皮肤特异性变化。目前的研究特别集中在检查结构和胶原蛋白排列的改变。为了检查PMELNVs在动物模型中的影响，将裸鼠背部皮肤连续暴露于UVB照射6周以诱导光老化缺陷。随后，通过皮下注射或局部施用PMELNVs。体内剂量浓度为20 μg/ml/2 d。数码照片分析显示，皮下注射PMELNVs可显著促进皮肤皱纹的恢复，而局部应用则没有产生明显的效果。根据皱纹严重程度评定量表，与治疗前水平相比，皮肤皱纹统计学显著减少。使用H&E染色和Masson三色染色来评估皮肤的厚度和胶原蛋白的积累。我们还测量了皮肤中MDA的相对含量，并且从图中可以观察到，皮下注射外来体减少了MDA的产生。结果表明，皮下注射PMELNVs增加真皮厚度和胶原纤维生成。这项体内研究进一步验证了PMELNVs的抗光老化特性，并为临床应用提供了潜在的治疗策略。（图3）
图3.PMELNVs在光老化裸鼠模型中具有减少皱纹和抗光老化的作用参考文献：Polygonum multiflorum Extracellular Vesicle-Like Nanovesicle for Skin Photoaging Therapy.Biomaterials research vol. 28 0098. 19 Dec. 2024, doi:10.34133/bmr.0098.
外泌体资讯网 Biomater. Res | 浙江省人民医院牟晓洲/樊一斌/边琼团队：何首乌外泌体样纳米囊泡在皮肤光老化中的治疗作用
