人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞的小細(xì)胞外囊泡亞群分離和表征

鑒于間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）具有自我增殖和分化為多種細(xì)胞類型的能力，已然成為再生醫(yī)學(xué)中頗具吸引力的候選細(xì)胞。目前為止，僅開展有限數(shù)量的關(guān)于間充質(zhì)干細(xì)胞來源外泌體的人體臨床試驗(yàn)，仍有許多問題亟待解決，如異質(zhì)性細(xì)胞外囊泡群體是否有益；某些特定亞群是否代表了間充質(zhì)干細(xì)胞在目標(biāo)組織或細(xì)胞上的特定功能，如何標(biāo)準(zhǔn)化sEVs的分離和純化流程的基礎(chǔ)上保證高產(chǎn)量、低成本的確定的成分以實(shí)現(xiàn)其臨床應(yīng)用。

南京醫(yī)科大學(xué)李晶教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表了名為《Distinct molecular properties and functions of small EVsubpopulations isolated from human umbilical cordMSCs using tangential flow filtration combined with size exclusion chromatography》的文章，該文章的目的是建立適用于大規(guī)模生產(chǎn)間充質(zhì)干細(xì)胞sEVs方案，提供了一種利用切向流過濾（TFF）結(jié)合尺寸排阻色譜法（SEC）從人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞（HucMSCs）中大規(guī)模制備sEVs的方法。所得到的亞群S1-sEVs和S2-sEVs在粒徑、膜標(biāo)記蛋白和攜帶標(biāo)志物方面表現(xiàn)出穩(wěn)定的差異。進(jìn)一步的研究表明，兩種不同的sEVs亞群分別對應(yīng)不同的生物學(xué)過程：ESCRT途徑和由脂筏代表的ESCRT獨(dú)立途徑，驗(yàn)證了用間充質(zhì)干細(xì)胞中大規(guī)模分離和純化具有不同功能的sEVs亞群的可能性，為各種間充質(zhì)干細(xì)胞適應(yīng)癥的靶向治療干預(yù)提供了可能性。

文中將TFF與SEC系統(tǒng)結(jié)合，從人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞培養(yǎng)基中分離出sEVs。對不同亞群的粒徑、濃度進(jìn)行表征，對兩種亞群蛋白組學(xué)、RNA組成情況、S1-sEVs和S2-sEVS對細(xì)胞增殖和巨噬細(xì)胞極化的不同調(diào)控作用等一些列表征，證明該方法對于間充質(zhì)干細(xì)胞中大規(guī)模分離和純化具有不同功能的sEVs亞群是可以實(shí)現(xiàn)的。

圖1. 通過TFF與SEC結(jié)合系統(tǒng)分離并表征人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞中的sEVs亞群

圖1中采用德國ZetaView納米顆粒跟蹤分析儀對分離出的不同組分進(jìn)行粒徑和濃度表征，并與TEM檢測結(jié)果結(jié)合，揭示了S1-sEVs粒徑范圍70-200nm，峰值粒徑113.3；S2-sEVS粒徑范圍50-160nm，峰值粒徑為88.3nm，實(shí)現(xiàn)對多組分精準(zhǔn)區(qū)分。

通過一系列實(shí)驗(yàn)包括S1-sEVs和S2-sEVS亞群在后肢缺血、皮膚傷口愈合和在生物生成過程的差異調(diào)節(jié)，進(jìn)一步證明不同亞群的間充質(zhì)干細(xì)胞sEVs針對特定疾病的治療效果是有差異的，見圖2和圖3。

圖3. S1-sEVs和S2-sEVs在后肢缺血中的不同治療效果

雖然源自間充質(zhì)干細(xì)胞的sEVs在臨床應(yīng)用上備受推崇，但本文的研究引入新的概念，即利用不同間充質(zhì)干細(xì)胞的sEVs亞群針對定疾病進(jìn)行靶向治療，細(xì)化了不同亞群sEVs對于疾病的治療效果，為間充質(zhì)干細(xì)胞和sEVs亞群的應(yīng)用指明了新的方向。