间充质干细胞外泌体在体内的分布和代谢

一文带你了解间充质干细胞外泌体在体内的分布和代谢!

正文
  如题,介绍一下间充质干细胞外泌体在体内的分布和代谢。  

撰文:东海先生

来源:间充质干细胞

胞外囊泡(EV)是由正常和疾病细胞释放的纳米大小的囊泡,作为一种新的细胞间通讯形式,可以作为基因和药物的有效治疗载体。然而,EV的体内特性,如组织分布、血液水平和尿液清除率,这些将决定其治疗效果和潜在毒性的重要参数仍有许多未知之处。

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MSC-EV在体内的分布与代谢

间充质干细胞(MSC)分泌大量的EV(MSC-EV),MSC-EV内容物包括各种蛋白和RNA等。在MSC-EV中,大多数RNA(>80%);另外还有一些小RNA,其中miRNA约为44%、tRNA约为47%[1]。目前,非常少的研究专注于MSC-EV在体内的分布和代谢。

MSC-EV的体内分布非常类似MSC,即静脉注射MSC-EV后,在肝脏和脾脏的分布最多,然后分散到其他的组织器官。有意思的是,MSC有明显的肺部滞留,但MSC-EV的肺部滞留不明显。在肺中几乎检测不到静脉输入的MSC-EV,而输注人肺成纤维细胞来源的EV则容易在肺部积聚[2]。

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在小鼠体内的生物发光和荧光介导的断层成像显示, 静脉注射MSC-EV的主要部位是肝、肾和脾 [3, 4]。 在注射后30分钟内在脑、心脏和肌肉中检测到EV,在60分钟后尿液中检测到EV;但是 6小时后,体内基本很难检测到输入的EV [3]。

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在急性肾损伤的小鼠模型实验中,MSC-EV静脉输入24小时后,除了在肝脾中积累,还可以观察到在急性肾损伤小鼠的肾脏中积累,而在对照组肾脏没有观察到MSC-EV的积累[5]。

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也有研究显示MSC-EV在体内可检测到的时间 不止是6小时,即使静脉注射48小时后,在肝脏和脾脏的分布信号强度依然很强 [6]。

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DID标记的MSC-EV静脉输入体内后,在肝脏和脾脏中分布最多,在脊柱、股骨和胫骨的骨髓中分布较少,在肺、心脏和肾脏中检测不到;如果对骨髓进行放射损伤,则MSC-EV注射后1小时后即可检测到损伤骨髓部位有MSC-EV聚集,聚集到骨髓的MSC-EV在24小时内没有明显的减少[2]。MSC-EV的这个特性和MSC非常相似,能主动趋化到损伤部位聚集。

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研究员使用PKH26或CFSE标记EV进行体内示踪,EV使用流式细胞仪进行鉴定和计数,并使用Nanosight纳米颗粒跟踪分析来测量尺寸和形态,结果发现,静脉注射的MSC-EV能迁移到了梗死的大脑,而且MSC-EV通过血脑屏障的效率超过MSC本身[7]。 有意思的是,MSC-EV也是可以像MSC一样能被修饰改造。比如,经尾静脉注射阿尔茨海默病小鼠体内,狂犬病病毒糖蛋白(RVG)修饰的MSC-EV迁移到大脑的数量,至少是没有经过修饰的MSC-EV的两倍[8]。   有一篇研究文章提到不同细胞类型对MSC-EV的摄取,即CD11b阳性和F4/80阳性细胞(单核细胞/中性粒细胞/巨噬细胞)摄取MSC-EV明显增加,而B220细胞(B淋巴细胞)摄取MSC-EV不明显[2]。

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文末小结

对于间充质干细胞(MSC),还是有不少人期待着或者认为MSC输入体内后能长期存活,即使大量的数据证明输入体内的MSC并不能长期存活。 而MSC-EV更像是一种药物,或者说更像中药复方,成份多而复杂但又有起主要作用的成份。 

参考文献(略)

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