當(dāng)前,外泌體輸送至大腦的常見(jiàn)途徑有鞘內(nèi)移植、靜脈輸注、鼻內(nèi)給藥等。但靜脈輸注時(shí),多數(shù)外泌體會(huì)在肝臟、肺和脾臟積聚,僅約 0.00 - 0.01% 能抵達(dá)大腦,甚至靜脈移植 24 小時(shí)后大腦中都檢測(cè)不到。因此,鼻內(nèi)給藥愈發(fā)被視為頗具前景的給藥方式。
針對(duì)缺血缺氧性腦病,鼻內(nèi)給藥干細(xì)胞外泌體成為許多研究者的選擇。日本學(xué)者通過(guò)動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)發(fā)表研究結(jié)果:源自間充質(zhì)干細(xì)胞的鼻內(nèi)移植外泌體,最早可在 1 小時(shí)遷移到大腦中,并在移植后 24 h 內(nèi)持續(xù)增加,并成功減輕小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥和神經(jīng)損傷,從而恢復(fù)認(rèn)知功能。
缺血缺氧性腦病最嚴(yán)重的后遺癥是認(rèn)知功能障礙(涵蓋短期與長(zhǎng)期記憶障礙),這被認(rèn)為是由海馬 CA1 區(qū)損傷所致。所以,海馬體中延遲的神經(jīng)元細(xì)胞死亡成為改善神經(jīng)認(rèn)知功能的關(guān)鍵拯救目標(biāo)。
MSC 衍生的外泌體能通過(guò)抗凋亡、抑制星形膠質(zhì)細(xì)胞/小膠質(zhì)細(xì)胞活化、維持血腦屏障完整、促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生和突觸發(fā)生等多種機(jī)制減輕海馬損傷。
研究結(jié)果
1. 鼻內(nèi)移植外泌體在大腦的生物分布
結(jié)論:鼻腔移植外泌體在嗅神經(jīng)、嗅球、紋狀體和中腦廣泛分布,大量外泌體信號(hào)(約 250 個(gè)信號(hào)/mm2)可以在移植后 1 小時(shí)開(kāi)始在嗅神經(jīng)中找到;在嗅道、紋狀體和中腦中陽(yáng)性信號(hào)明顯,并且這些區(qū)域的信號(hào)在移植后 24 小時(shí)內(nèi)逐漸增加。
2. 鼻內(nèi)外泌體給藥可改善短期和長(zhǎng)期記憶障礙
結(jié)論:接受鼻內(nèi)外泌體的動(dòng)物在準(zhǔn)確性、行進(jìn)距離、參考錯(cuò)誤和工作錯(cuò)誤等方面表現(xiàn)出更好的記憶功能。
3. 鼻內(nèi)外泌體給藥改善 CA1 中的神經(jīng)元損傷
結(jié)論:外泌體給藥成功地減少了細(xì)胞凋亡和神經(jīng)變性的存在,挽救了海馬體中的細(xì)胞存活,從而更好地保留了記憶功能
4. 鼻內(nèi)外泌體給藥抑制小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥
結(jié)論:PBS 組活化小膠質(zhì)細(xì)胞現(xiàn)象明顯,外泌體處理組則顯著減輕。外泌體與小膠質(zhì)細(xì)胞共定位,顯示其抗炎作用。
總體而言,研究證明鼻內(nèi)給予間充質(zhì)干細(xì)胞來(lái)源外泌體,可憑借抗炎作用減輕缺氧缺血性腦損傷。外泌體鼻內(nèi)給藥 1 小時(shí)后主要在嗅球被檢測(cè)到,后擴(kuò)散至紋狀體和中腦。經(jīng)外泌體治療的大鼠,損傷后 28 天內(nèi)認(rèn)知功能顯著改善,凋亡細(xì)胞減少,海馬體神經(jīng)元存活率提升。
小結(jié)
由于潛在的神經(jīng)修復(fù)和免疫調(diào)節(jié)特性,干細(xì)胞療法已成為一種很有前途的治療策略,由此衍生的干細(xì)胞外泌體優(yōu)勢(shì)更加明顯。當(dāng)然,如何標(biāo)準(zhǔn)化分離和純化外泌體以及規(guī)范化控制用量等問(wèn)題仍然值得關(guān)注。
干細(xì)胞外泌體鼻內(nèi)給藥改善認(rèn)知功能已經(jīng)得到初步動(dòng)物模型證明,這對(duì)日后應(yīng)用于臨床具有重要意義。同時(shí),鼻內(nèi)給藥因其便捷性和有效性而受到廣泛關(guān)注。
不同給藥途徑帶來(lái)的效果差異也仍待更多研究明確。通過(guò)更加科學(xué)有效的施用方式,相信未來(lái)干細(xì)胞外泌體將為人們帶來(lái)更多驚喜。
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