• 张敏, 张霓霓, 黄桂林, 李壮壮, 王雪, 王辉科
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7804-7815.

    背景:

    头颈部肿瘤放射治疗极易引起口干症,严重影响患者的生活质量,近年来工程化干细胞及其旁分泌因子在唾液腺损伤修复中表现出治疗潜力,但目前尚无人羊膜间充质干细胞来源外泌体应用于放射性唾液腺损伤的相关实验研究。

    目的:

    初步探讨人羊膜间充质干细胞来源外泌体对放射性颌下腺损伤的修复作用。

    方法:

    超滤法+超速离心法提取人羊膜间充质干细胞外泌体并鉴定。将SD大鼠随机分为对照组、放射损伤组、放射损伤+外泌体组,通过18 Gy辐射大鼠颌下腺组织构建放射性颌下腺损伤大鼠模型,放射建模后1 d通过颌下腺原位注射人羊膜间充质来源外泌体,于1,3,7,14 d取样,检测各组大鼠静息唾液流速;苏木精-伊红染色观察颌下腺组织结构;糖原染色观察颌下腺组织中糖原颗粒表达;Masson染色观察颌下腺组织纤维化;酶联免疫吸附法检测分泌唾液淀粉酶含量;免疫荧光染色观察颌下腺组织中水通道蛋白、紧密连接蛋白表达;实时荧光定量PCR检测颌下腺组织中水通道蛋白、唾液淀粉酶基因的相对表达量;原位末端标记法检测各组颌下腺组织中的细胞凋亡率。

    结果与结论:

    放射造模后,与放射损伤组相比:①苏木精-伊红染色结果显示放射损伤+外泌体组颌下腺组织结构恢复,核仁增多,腺泡数目增多、腺泡萎缩改善;②糖原染色结果显示,放射损伤+外泌体组腺泡胞浆中阳性酶原颗粒数量、密度逐渐增多;③Masson染色结果显示,放射损伤+外泌体组间质及导管周围阳性胶原纤维数量、密度逐渐减少,纤维化程度缩小,胶原沉积减弱;④放射损伤+外泌体组唾液流速升高(P < 0.05);水通道蛋白5荧光强度增强(P < 0.05)且基因表达量显著增强(P < 0.01);紧密连接蛋白荧光4分布减弱,且荧光强度下降(P < 0.05,P < 0.01),唾液淀粉酶含量升高(P < 0.05)且基因表达量显著升高(P < 0.01),阳性凋亡细胞减少(P < 0.05,P < 0.01)。结果表明人羊膜间充质干细胞来源外泌体局部注射后短时期内可改善颌下腺组织病理形态、促进唾液流速及淀粉酶表达,并可能通过抑制腺泡凋亡对大鼠放射性颌下腺损伤起到功能修复的作用。

  • 郭佳, 任亚锋, 李冰, 黄靖, 尚文雅, 杨溢珂, 刘慧瑶
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7827-7838.

    背景:

    目前,脊髓损伤给患者和国家医疗服务带来巨大的负担,有关于脊髓损伤预防、治疗和康复已成为医学领域的一个重要课题。因此,在深入了解脊髓损伤潜在分子机制的基础上,探索新的有效治疗策略具有重要意义。

    目的:

    综述负载多种miRNA的间充质干细胞源外泌体在改善脊髓损伤功能方面作用机制的研究进展,并基于临床转化现状,对其投入临床使用提出几点思考和展望。

    方法:

    由第一作者检索中国知网和PubMed数据库,分别以“间充质干细胞,外泌体,脊髓损伤,miRNA,病理生理学,临床转化,临床试验,良好生产规范”及“mesenchymal stem cells,exosome,spinal cord injury,miRNA,pathophysiology,clinical translation,clinical trial,good manufacturing practice”为中英文检索词检索相关文献。文献类型包括论著和综述,语言种类为英文和中文,最终筛选出72篇文献进行综述分析。

    结果与结论:

    ①文章概述了外泌体的生物特性和其可作为负载miRNA良好载体的优势。由间充质干细胞源外泌体介导的多种miRNA主要通过调节神经再生相关蛋白的表达、抑制RAS同源基因家族成员A、激活环磷腺苷效应元件结合蛋白和信号传导及转录激活蛋白3、调节磷酸酯酶与张力蛋白同源物/程序性细胞死亡因子4通路等多个方面来促进神经元功能的恢复;通过调节内质网到细胞核信号1、干扰素调节因子5的表达、Toll样受体4/核转录因子kB通路、下调相关促炎因子等方面来改善炎症反应;抑制含发芽相关的EVH1域1和磷酸肌醇3激酶调节亚基2来促进血管生成。②进一步对比分析发现,miR-216-5p,miR-145-5p及miR-146b均通过调节相关通路来改善炎症反应,将这些miRNA联合运用可能会产生更显著效果;缺氧预处理可能是一种增加外泌体治疗效果的预处理方法。③目前尚无将间充质干细胞源外泌体应用于脊髓损伤的临床试验,这与其投入临床使用前需满足良好生产规范有关;现阶段需要大规模大批量的细胞生产、高效统一分离外泌体方法的缺失以及在投入临床使用前需要通过严格的监管审批机制等诸多因素阻碍了其临床应用。④miRNA作为间充质干细胞源外泌体内容物在治疗脊髓损伤中具有巨大潜力,未来应深入探索其作用机制以及加快推动进入临床试验阶段,为治疗脊髓损伤提供切实有效的新方法。

  • 水晶, 何宇, 江楠, 徐坤, 宋丽娟, 丁智斌, 马存根, 李新毅
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7889-7897.

    背景:

    中枢神经系统髓鞘再生是由脱髓鞘事件触发的基本修复过程,主要通过少突胶质细胞前体细胞增殖、迁移并向少突胶质细胞分化进而再生髓鞘。髓鞘再生过程受到多种因素如星形胶质细胞、髓鞘碎片、小胶质细胞、巨噬细胞、内皮细胞、周细胞、T细胞以及年龄等的影响。

    目的:

    星形胶质细胞在中枢神经系统发挥着调节突触活动、营养支持及组织修复等重要作用。文章通过综述星形胶质细胞在髓鞘再生过程中的作用,旨在为中枢神经系统脱髓鞘疾病提供潜在的治疗靶点。

    方法:

    检索2014-2024年在中国知网、PubMed和Web of Science数据库收录的文献,中文检索词:“星形胶质细胞,少突胶质细胞前体细胞,髓鞘再生”,英文检索词:“Astrocyte OR Astroglia*,Oligodendrocyte Precursor Cell*,Remyelination”,经筛选后提取66篇文献进行综述。

    结果与结论:

    ①以多发性硬化为代表的脱髓鞘疾病的治疗主要是疾病修饰疗法,尚无可用的促进髓鞘再生的方法,因此,探索髓鞘再生相关靶点以促进髓鞘再生是十分必要的。②髓鞘再生是由少突胶质细胞前体细胞增殖、迁移、分化、成熟为少突胶质细胞,后者产生髓磷脂包裹轴突以形成髓鞘的过程。③星形胶质细胞通过吞噬髓鞘碎片、参与炎性反应、向少突胶质细胞谱系细胞转分化、为少突胶质细胞谱系细胞供能、释放神经营养因子、分泌细胞外基质成分等调节髓鞘再生。④文章所归纳的药物是以星形胶质细胞及其衍生因子作为干预靶点调控髓鞘再生,部分药物效果尚可,但其有效性及安全性仍需更多的基础研究及临床试验来验证。⑤星形胶质细胞在髓鞘再生过程中的作用机制尚未完全阐明,相关的分子靶点及信号通路有待进一步研究。

  • 张熊劲夫, 陈奕达, 程歆怡, 刘岱珲, 施勤
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7709-7718.

    背景:

    骨髓间充质干细胞是骨形成的主要效应细胞,随着年龄的增加,骨髓间充质干细胞的再生能力减弱、分化功能受损,导致骨质疏松。因此,恢复老龄骨髓间充质干细胞的再生能力和细胞功能对骨质疏松的有效治疗至关重要。

    目的:

    探究年轻大鼠第3,11代骨髓间充质干细胞来源外泌体对老年大鼠骨髓间充质干细胞衰老的影响。

    方法:

    分离培养6-8周龄雌性SD大鼠骨髓间充质干细胞,分别传代至第3代和第11代,随后提取第3,11代骨髓间充质干细胞来源外泌体。分离培养18月龄雌性SD大鼠骨髓间充质干细胞,传代至第3代,分为3组:对照组为常规培养,其他2组用第3,11代骨髓间充质干细胞来源外泌体干预。外泌体干预48 h后,利用β-半乳糖苷酶染色试剂盒检测细胞核内β-半乳糖苷酶的表达,qRT-PCR检测衰老相关基因的表达。通过Small RNA测序,比较第3,11代骨髓间充质干细胞来源外泌体内miRNA的表达差异。

    结果与结论:

    ①与对照组和第11代骨髓间充质干细胞来源外泌体组相比,第3代骨髓间充质干细胞来源外泌体组老龄大鼠骨髓间充质干细胞的β-半乳糖苷酶活性显著降低;②与对照组相比,第3代骨髓间充质干细胞来源外泌体组衰老相关基因p21和p16的表达显著降低(P < 0.05),而第11代骨髓间充质干细胞来源外泌体组衰老相关基因p21和p16的表达无显著差异;③测序结果表明,两种外泌体内miRNA的表达存在显著差异,其中表达差异最显著的miRNA是let-7c-5p、let-7b-5p、miR-320-3p和miR-26a-5p,KEGG分析结果显示显著性差异miRNA富集通路包含mTOR、AMPK等衰老相关信号通路。上述结果表明,第3代骨髓间充质干细胞来源外泌体具有逆转老龄大鼠骨髓间充质干细胞衰老的能力。

  • 杨定燕, 余振球, 杨中愉
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7909-7920.

    背景:

    精确的早期诊断和及时的再灌注治疗是挽救急性心肌梗死患者的生命并改善预后的重要前提条件。因此,寻找能够早期诊断急性心肌梗死的理想生物标志物尤为重要。

    目的:

    拟通过生物信息学和机器学习分析急性心肌梗死与中性粒细胞相关的关键基因,以探寻新的生物标志物。

    方法:

    基于GEO数据库和limma包鉴定急性心肌梗死的差异表达基因。使用反卷积算法探究免疫细胞浸润情况,然后结合加权基因共表达网络分析(Weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)、蛋白互作网络和机器学习筛选急性心肌梗死与中性粒细胞相关的特征基因,并进行功能富集分析。用ROC曲线评估特征基因对急性心肌梗死的诊断价值。通过STITCH和Herb数据库筛查生物标志物的靶向药物。最后将在2023年3-6月于贵州医科大学附属医院心内科首次诊断为急性心肌梗死的住院患者作为实验组,同期心电图无缺血性改变、冠状动脉造影无狭窄的住院患者作为对照组,收集两组患者外周血,通过RT-qPCR验证基因在人外周血样本中的相对表达量。

    结果与结论:

    ①共获得差异表达基因2 349个,免疫浸润分析发现B cells memory,NK cells resting和Neutrophils等免疫细胞评分在疾病和正常组之间存在差异;②使用WGCNA发现ME green和ME turquoise这两个基因模块与中性粒细胞与急性心肌梗死表现出最高的相关性;③与差异表达基因相交后获得24个差异模块基因,功能富集分析发现其与先天免疫反应、细菌的防御反应等多种过程相关;KEGG结果显示其主要与肿瘤坏死因子信号通路有关。④机器学习算法挖掘到的基因取交集后得到的特征基因为S100A12,PTCH1和LOC400499,在GSE48060和GSE66360数据集中的ROC曲线下面积均大于0.7,将其视为潜在的生物标志物。⑤基于STITCH和Herb数据库发现S100A12有11种靶向药物,PTCH1共发现6种靶向药物。⑥RT-qPCR结果显示,与对照组相比,急性心肌梗死患者中S100A12,PTCH1和LOC400499表达具有显著差异性(P < 0.05)。⑦S100A12,PTCH1和LOC400499可能是急性心肌梗死潜在的诊断生物标志物,但是其与急性心肌梗死相关的特异性尚需进一步研究,其中S100A12可能是调控急性心肌梗死的潜在靶点。

  • 葛霄, 赵状状, 郭舒瑜, 徐荣耀
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7701-7708.

    背景:

    自体骨或人工骨移植在临床上已广泛应用于颌面骨缺损修复,但这些方法仍存在成骨效果不佳等问题。骨髓间充质干细胞在骨形成过程中发挥关键作用,其中,外胚层来源的颌骨骨髓间充质干细胞与中胚层来源的髂骨骨髓间充质干细胞相比,具有更强的增殖和成骨分化能力,阐明其中的关键机制,有望为颅颌面骨缺损修复提供新策略。

    目的:

    比较人颌骨骨髓间充质干细胞与髂骨骨髓间充质干细胞的生物学差异,并找出其中的关键调节基因。

    方法:

    ①收集3例牙槽突裂患者的颌骨和髂骨,分离培养出原代骨髓间充质干细胞,通过集落形成实验检测细胞增殖能力,β-半乳糖苷酶染色检测细胞衰老情况,Western blot检测衰老和成骨相关蛋白表达,成骨诱导液处理后茜素红染色检测成骨能力;②对颌骨骨髓间充质干细胞和髂骨骨髓间充质干细胞进行转录组和差异基因表达分析,找到差异表达最大的20个基因,鉴定出关键调控因子;③在髂骨骨髓间充质干细胞中敲低HOXA10基因,比较分析髂骨骨髓间充质干细胞自我更新、抗衰老和成骨能力变化;④将基因编辑的髂骨骨髓间充质干细胞装入β-磷酸三钙支架中,并植入裸鼠背部皮下,8周后对植入物进行Masson染色和免疫荧光染色,观察成骨能力差异。

    结果与结论:

    ①与髂骨骨髓间充质干细胞相比,颌骨骨髓间充质干细胞具有更强的增殖、抗衰老和成骨分化能力;②通过转录组分析,鉴定出HOXA10是髂骨骨髓间充质干细胞中高度上调的核心转录因子;③在髂骨骨髓间充质干细胞中敲低HOXA10后,细胞增殖、抗衰老和成骨分化能力显著增强;④HOXA10敲低的髂骨骨髓间充质干细胞/β-磷酸三钙植入裸鼠背部皮下后,成骨形成能力更强;⑤上述结果表明,HOXA10是决定骨髓间充质干细胞增殖、抗衰老和成骨分化能力的关键调节基因。HOXA10基因修饰的髂骨骨髓间充质干细胞移植可作为颌面骨缺损修复的潜在应用策略。

  • 孔宁, 唐吉祥, 侯豫博, 孟澜, 孙蕾, 马保东, 邵一鸣, 靳冉冉, 岳寒, 张辉
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7752-7761.

    背景:

    长链非编码RNA(LncRNA)在神经系统发育及神经性疾病中扮演着重要角色,课题组前期研究证明了缺血缺氧环境下过表达促红细胞生成素的人脐带间充质干细胞(EPO-MSCs)具有更好的神经保护功能,且显著激活了LncRNA XIST的表达。研究表明XIST与缺血缺氧脑病的发病机制有关,但其受EPO-MSCs调控进而保护缺血缺氧神经元的作用和机制尚不清楚。

    目的:

    探讨LncRNA XIST响应EPO-MSCs信号对缺血缺氧SH-SY5Y细胞凋亡影响的新机制。

    方法:

    ①通过慢病毒转染构建敲低LncRNA XIST(sh-XIST)和阴性对照(NC-XIST)SH-SY5Y细胞株,采用氧-葡萄糖剥夺诱导细胞缺氧缺血损伤,使用Transwell小室构建EPO-MSCs和sh-XIST、NC-XIST缺血缺氧SH-SY5Y细胞非接触共培养体系,使用CCK-8方法检测SH-SY5Y细胞的增殖能力,使用细胞划痕实验检测SH-SY5Y细胞的迁移能力,使用流式细胞仪检测SH-SY5Y细胞凋亡情况。②RNA-seq生信分析筛选sh-XIST与NC-XIST细胞株差异表达基因和通路,利用双荧光素酶实验验证miR-124-3p与靶基因XIST和GRIN1之间的关系,通过qRT-PCR验证下游miR-124-3p、GRIN1基因的表达水平。③加入miR-124-3p抑制剂和模拟物验证缺血缺氧并与EPO-MSCs共培养后SH-SY5Y的表型变化。

    结果与结论:

    ①与NC-XIST组相比,sh-XIST组SH-SY5Y细胞缺血缺氧损伤并与EPO-MSCs共培养后的增殖和迁移能力下降,细胞凋亡增加。②双荧光素酶实验结果显示,miR-124-3p与其靶基因XIST之间存在相互作用。在缺血缺氧条件下,转染miR-124-3p mimics的SH-SY5Y细胞在与EPO-MSCs共培养后表现出细胞凋亡减少的情况;相反,当SH-SY5Y细胞转染miR-124-3p inhibitor时,在相同的缺血缺氧条件及与EPO-MSCs共培养的情况下,细胞凋亡则显著增加。③通过对sh-XIST进行转录组测序和生物信息学分析筛选得到显著下调的神经活性配体-受体通路及中枢神经系统发育关键受体基因GRIN1。④双荧光素酶实验结果显示,miR-124-3p与GRIN1相互作用,与NC-XIST组相比,缺血缺氧后sh-XIST组SH-SY5Y细胞GRIN1表达显著下调。结果表明,LncRNA XIST通过上调miR-124-3p从而促进GRIN1表达,进而减少缺血缺氧并与EPO-MSCs共培养SH-SY5Y细胞凋亡,增强其增殖、迁移能力;sh-XIST可以阻断这一保护功能。

  • 王清芳, 张芬, 昌广萍, 李子晗, 邢岚, 彭浩, 曾秀萍, 钟桂强, 陈辉, 刘波, 刘振宇, 梁晓
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7816-7826.

    背景:

    冷冻保存技术能够使组织/细胞于低温环境中长久贮存并维持活性与功能的完整性,这对细胞治疗、组织工程及生物样本库的构建有重大意义。冷冻保护剂常含二甲基亚砜和血清,为规避二甲基亚砜的毒副作用、血清成分的复杂性以及免疫反应等问题,部分成品冷冻保护剂虽已上市,但面临着成本高、应用受限等诸多难题,因此,迫切需要研发出一种成分明晰且能够解决上述问题的冷冻保护剂。

    目的:

    旨在评估一种新型冷冻保护剂对不同来源组织和细胞冻存效果的影响。

    方法:

    将新型冷冻保护剂作为实验组,市售及广泛使用的冷冻保护剂作为对照组,分别应用于脐带华通氏胶组织、脐带间充质干细胞、脐血/外周血单个核细胞、NK细胞及CIK细胞冻存,从冻存前和复苏后的细胞形态、数量、活率、表面标志物、分化潜能、细胞杀伤毒性等多方面进行对比分析,确认新型冷冻保护剂的冻存效果及潜在的应用价值。

    结果与结论:

    ①采用新型冷冻保护剂能实现冻存脐带华通氏胶组织复苏后间充质干细胞形态正常,在细胞复苏回收率、表面标志物、分化潜能方面,实验组与对照组均无显著性差异;②实验组和对照组脐血/外周血单个核细胞冷冻复苏后的细胞数量和活率无显著性差异,且实验组和对照组NK细胞/CIK细胞冷冻复苏后的细胞数量和活率同样无显著性差异;③对于脐血/外周血单个核细胞衍生分化的NK细胞,实验组和对照组CD56+CD16+细胞亚群比例无显著差异,对于脐血/外周血单个核细胞衍生分化的CIK细胞,实验组和对照组CD3+CD8+和CD3+CD56+细胞亚群比例无显著差异;④在细胞杀伤毒性方面,当免疫细胞和黑色素瘤细胞系Mel624效靶比为20∶1时,无论是脐血还是外周血单个核细胞衍生分化的NK细胞/CIK细胞,实验组和对照组细胞杀瘤活性无显著差异。结果表明:新型冷冻保护剂能够替代现有的市售和广泛使用的冷冻保护剂,且对于脐带华通氏胶组织、脐带间充质干细胞、脐血/外周血单个核细胞、NK细胞及CIK细胞均适用,为通用冷冻保护剂的规模化、标准化、市场化提供了良好的技术基础。

  • 郭昭, 庄浩岩, 史学文
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7872-7879.

    背景:

    目前结直肠癌的治疗方法包括手术切除、化疗等,但是手术并发症多、化疗后期具有耐药性等原因都使得患者的后续生活质量不能得到提高。

    目的:

    综述间充质干细胞衍生外泌体治疗结直肠癌的作用机制、最新进展及目前存在的问题。

    方法:

    计算机检索PubMed数据库、中国知网、万方数据库收录的相关文献。英文检索词为“mesenchymal stem cells exosomes,colorectal cancer,chemotherapy,treatment”,中文检索词为“间充质干细胞外泌体,结直肠癌,化疗,治疗”,最终纳入96篇文献进行分析。

    结果与结论:

    ①间充质干细胞衍生外泌体主要通过自身携带的微小RNA及长链非编码RNA以介导不同的信号通路,在结直肠癌中发挥不同作用;②间充质干细胞衍生外泌体具有高稳定性、高生物相容性的特点,可作为治疗药物的优秀载体;③间充质干细胞衍生外泌体对不同种类的化疗药物的耐药性具有不同的作用。

  • 郑伊桐, 汪永新, 刘文, 阿木吉特, 秦虎
    中国组织工程研究. 2025, 29(36): 7743-7751.

    背景:

    研究发现,人脐带间充质干细胞来源外泌体可以有效促进脊髓损伤的神经修复。

    目的:

    探讨人脐带间充质干细胞来源外泌体是否可以通过促进小胶质细胞向M2型极化减轻神经炎症促进脊髓损伤大鼠运动功能恢复。

    方法:

    将48只SD大鼠随机分为假手术组、模型组和外泌体组(n=16),采用改良Allen法建立大鼠脊髓损伤模型。外泌体组在损伤后24 h通过神经内镜鞘内注射20 μL人脐带间充质干细胞来源外泌体。在造模后3,7,14,21 d,采用BBB评分法结合Rivlin斜板实验评估大鼠后肢运动功能的恢复情况,采用苏木精-伊红染色和尼氏染色检测脊髓组织损伤情况,Western blot检测脊髓组织中脑源性神经营养因子和血管内皮生长因子A蛋白表达水平,免疫荧光法检测脊髓组织中M1型标志物(诱导型一氧化氮合酶)与M2型标志物(精氨酸酶1)的表达比例,qRT-PCR和Western blot检测脊髓组织中诱导型一氧化氮合酶与精氨酸酶1的表达水平,ELISA法检测脊髓组织中促炎因子(肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β和白细胞介素6)和抑炎因子(白细胞介素10)水平。

    结果与结论:

    ①术后3,7,14 d,外泌体组BBB评分均高于模型组(P < 0.05),术后7,14 d时外泌体组Rivlin斜板实验角度均显著高于模型组(P < 0.05),苏木精-伊红染色和尼氏染色结果显示外泌体组相比于模型组脊髓组织的神经损伤减轻,术后7 d时外泌体组脑源性神经营养因子和血管内皮生长因子A表达较模型组增加(P < 0.05);②免疫荧光实验结果显示,与模型组相比,外泌体组术后第7天病变区域的诱导型一氧化氮合酶阳性小胶质细胞明显减少,而精氨酸酶1阳性小胶质细胞明显增多(P < 0.05);qRT-PCR和Western blot也证实了免疫荧光实验结果;③外泌体组脊髓组织中促炎因子肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β和白细胞介素6分泌量较模型组减少(P < 0.05),而抑炎因子白细胞介素10分泌量较模型组增加(P < 0.05)。结果表明:人脐带间充质干细胞来源外泌体可以促进小胶质细胞M1型向M2型极化,减少了促炎因子的释放,从而减轻脊髓损伤中神经炎症的继发性损害。

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