皮肤光老化是由于长期受到紫外线（UV）辐射的慢性损伤，其特征表现为胶原蛋白的减少、皱纹的形成以及炎症反应等。这种状况不仅影响外观，还可能提升癌症的风险。随着生命科学的不断进步，源自间充质干细胞的外泌体（MSC-Exos）因其低免疫原性和卓越的组织修复能力，正成为一种具有巨大潜力的治疗选择。尽管如此，人毛囊间充质干细胞来源的外泌体（HFMSC-Exos）在光老化治疗中的具体作用仍需进一步研究。
近日，浙江省人民医院（杭州医学院附属省人民医院）牟晓洲和樊一斌团队在Biomaterials Research期刊上发表了题为“Human Hair Follicle Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosomes Attenuate UVB-Induced Photoaging via the miR-125b-5p/TGF-β1/Smad Axis”的研究论文（PMID: 39807308）。该研究首次揭示了人毛囊间充质干细胞衍生的外泌体（HFMSC-Exos）通过miR-125b-5p/TGF-β1/Smad轴缓解紫外线B（UVB）诱导的皮肤光老化的机制，为光老化的治疗提供了新的视角。浙江省人民医院临床医学研究所的牟晓洲教授和皮肤科的樊一斌主任担任该论文的通讯作者，杭州医学院硕士生崔虹为第一作者。
研究团队成功地从HFMSC（人类毛囊间充质干细胞）中分离出外泌体（HFMSC-Exos），并运用多种实验技术对其进行了详尽的分析。利用透射电子显微镜（TEM），观察到了外泌体的典型形态，发现HFMSC-Exos呈现为直径约100-150 nm的球形颗粒，这与外泌体的形态特征相吻合。NanoSight技术被应用于测量外泌体的粒径分布，分析结果显示HFMSC-Exos的平均粒径为129 nm，这进一步证实了它们符合外泌体的标准粒径范围。此外，Western blot实验被用来检测CD9、CD63、CD81等外泌体特有的膜蛋白标志物，实验结果表明这些标志物在HFMSC-Exos中有着明显的表达，从而进一步确认了它们的外泌体身份。综合这些分析数据，研究团队确认了HFMSC-Exos的特性与外泌体的定义相符。（图1）
图1. HFMSC-Exos的表征
在体外实验中，研究团队进一步评估了HFMSC-Exos对人真皮成纤维细胞（HDF）的生物学功能影响。结果显示，HFMSC-Exos显著提升了HDF细胞的增殖和迁移能力。此外，研究还揭示了HFMSC-Exos能够显著减少衰老标志物β-半乳糖苷酶的表达。这表明HFMSC-Exos具有显著的抗衰老作用，能够延缓细胞衰老过程。（图2）
图2. HFMSC-Exo保护光老化的体外实验
在后续的实验中，研究小组深入研究了HFMSC-Exos对人真皮成纤维细胞（HDF）中细胞外基质（ECM）成分的调节作用，特别是在抵抗光老化方面的潜力。实验结果显示，经过HFMSC-Exos处理后，HDF细胞内的活性氧（ROS）水平显著降低，这表明HFMSC-Exos具有显著的抗氧化效果。进一步地，HFMSC-Exos处理显著提升了HDF细胞中胶原蛋白I型（COL-1）和III型（COL-3）的表达量。同时，HFMSC-Exos处理还抑制了基质金属蛋白酶1（MMP-1）的表达。这些研究发现为HFMSC-Exos在抗衰老和皮肤修复领域的应用提供了坚实的实验支持。（图3）
图3. HFMSC-Exo调节ROS及细胞外基质的生成
在UVB诱导的裸鼠光老化模型中，研究团队进一步验证了HFMSC-Exos在抗光老化中的效果。实验结果表明，经过HFMSC-Exos处理后，UVB诱导的皮肤皱纹形成显著减少。组织学分析揭示，HFMSC-Exos处理组的皮肤中胶原蛋白沉积显著增加。通过HE染色和Masson染色，研究团队观察到HFMSC-Exos处理后，真皮层中胶原纤维的密度明显提高。HFMSC-Exos通过促进胶原蛋白的合成和沉积，有助于恢复真皮的厚度，增强皮肤的抗衰老能力。（图4）
图4. HFMSC-Exo能有效保护光老化裸鼠
在后续的实验中，研究团队对HFMSC-Exos在UVB诱导的裸鼠光老化模型中的免疫调节作用及其安全性进行了深入评估。研究结果显示，HFMSC-Exos能够显著调节皮肤炎症反应，降低炎症因子水平，进一步证实了其抗衰老和抗光老化的效果。在HFMSC-Exos安全性评估方面，研究团队还检测了裸鼠的肝肾功能。结果显示，血清中的ALT（丙氨酸氨基转移酶）、AST（天冬氨酸氨基转移酶）、BUN（尿素氮）和Cr（肌酐）等指标均未出现异常升高，这表明HFMSC-Exos在治疗过程中对肝脏和肾脏无损伤。（图5）
图5. HFMSC-Exo具有良好的生物相容性和安全性
研究揭示，HFMSC-Exos中的miR-125b-5p通过靶向TGF-β1，激活Smad2/3信号通路，进一步促进COL-1和COL-3的表达，抑制MMP-1，从而在分子层面上阐明了其抗光老化的作用机制。本研究首次阐明了HFMSC-Exos通过调控miR-125b-5p/TGF-β1/Smad轴改善UVB诱导的光老化，为开发新型外泌体治疗方法提供了坚实的理论基础。（图6、图7）
图6. HFMSC-Exo保护光老化的机制探索
图7.HFMSC-Exo调节TGF-β1/ Smad信号通路的机制验证
参考文献：
Cui H, et al. Human Hair Follicle Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosomes Attenuate UVB-Induced Photoaging via the miR-125b-5p/TGF-β1/Smad Axis. Biomater. Res. 2025;29:Article 0121. DOI: 10.34133/bmr.0121.
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