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撰文: 海軍軍醫(yī)大學(xué) 鵪鶉
本文審核專家:江蘇大學(xué)附屬醫(yī)院 李晶教授
引言
秋季當(dāng)眼睛受到干燥空氣、過敏原等刺激時,眼表免疫微環(huán)境會失衡,引發(fā)一系列炎性反應(yīng)。
隨著再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展,間充質(zhì)干細胞(Mesenchymal Stem Cells, MSCs) 及其衍生物——尤其是外泌體(Exosomes)——展現(xiàn)出在調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和促進組織修復(fù)方面的潛力。本文將基于2025年發(fā)表于《Journal of Ophthalmology》的一篇綜述,為大家科普MSC來源的外泌體如何通過調(diào)節(jié)眼部免疫微環(huán)境,為干眼的改善帶來新的方案。
(1)干細胞外泌體通過調(diào)控眼部先天性免疫細胞,降低眼部炎癥
(2)干細胞外泌體調(diào)節(jié)T細胞的反應(yīng),減輕眼部炎癥
(3)干細胞外泌體調(diào)控B細胞,從根源上減輕眼部免疫攻擊
入秋后,陣陣涼風(fēng)不僅帶來了清爽,也讓眼部問題進入高發(fā)期。隨著空氣濕度逐漸降低,眼表淚液蒸發(fā)速度加快,不少人會明顯感覺眼睛發(fā)緊、干澀,眨眼時還可能伴隨輕微刺痛 —— 這是淚膜穩(wěn)定性下降的信號,若不及時干預(yù),干澀感會逐漸加重,甚至影響日常視物。
更需注意的是,秋季花粉、落葉粉塵、霉菌孢子等過敏源濃度升高,這些微小顆粒隨風(fēng)飄散,很容易附著在眼表,刺激結(jié)膜引發(fā)免疫反應(yīng),導(dǎo)致眼睛發(fā)癢、泛紅,部分人還會忍不住揉眼,反而加重角膜損傷,形成 “癢 - 揉 - 傷” 的惡性循環(huán)。
無論是干眼還是過敏引發(fā)的眼部不適,都別當(dāng)成 “小毛病” 忽視。
在當(dāng)前的醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域,間充質(zhì)干細胞(MSCs)及其衍生的外泌體(Exosomes),正受到越來越多的關(guān)注。這些微小的囊泡因其獨特的生物活性和免疫調(diào)節(jié)能力,尤其是在改善眼部健康方面展現(xiàn)出了積極的結(jié)果。鑒于傳統(tǒng)治療方法的局限性,間充質(zhì)干細胞及其外泌體作為一種新型策略出現(xiàn)了。
經(jīng)典案例
全球首個臍帶間充質(zhì)干細胞外泌體改善干燥綜合征相關(guān)干眼癥(SS-DES)的首個三盲隨機對照試驗,共有16名受試者。結(jié)果顯示[3]:
(1) 臍帶間充質(zhì)干細胞外泌體不僅顯著提高了患者淚液分泌量,減少了角膜熒光素染色點數(shù),延長了淚膜破裂時間,而且還能有效降低促炎因子水平,增加有助于傷口愈合的關(guān)鍵蛋白表達。
(2) 干細胞外泌體干預(yù)2周, 眼部不適感減輕、淚液分泌增加
(3) 干細胞外泌體干預(yù),可使淚液分泌提高2倍以上
那么,間充質(zhì)干細胞外泌體如何成為干眼的潛在改善利器?今天的新文獻給出答案。
干眼的最核心問題是炎癥
干眼本質(zhì)上是一種炎癥性疾病。正常情況下,淚液不僅提供潤滑,還含有抗菌成分和生長因子,維持眼表健康。當(dāng)淚液分泌不足或蒸發(fā)過快,眼表細胞受損,會釋放出稱為“警報素”(alarmins)的信號分子。
這些信號激活眼中的免疫細胞(如樹突狀細胞和巨噬細胞),進而引發(fā)炎癥反應(yīng),招募更多的免疫細胞(如Th1、Th17淋巴細胞)聚集在眼表,釋放干擾素-γ(IFN-γ)、白細胞介素-17(IL-17)等炎癥因子,形成惡性循環(huán),導(dǎo)致角膜上皮細胞凋亡;杯狀細胞減少,黏液分泌不足;進而淚腺功能受損,淚液分泌進一步下降。
傳統(tǒng)的干眼病治療方法主要包括使用人工淚液和潤滑性眼藥水,這些方法雖然能夠緩解癥狀并支持眼部表面的愈合,但對調(diào)節(jié)免疫細胞的功能和特性作用有限。
因此,對于重度干眼病患者,調(diào)整免疫細胞的反應(yīng)變得尤為關(guān)鍵??寡姿幬锶缙べ|(zhì)類固醇或免疫調(diào)節(jié)劑可以抑制由免疫細胞驅(qū)動的炎癥,從而可能減輕干眼病的癥狀。然而,長期使用這些藥物可能會帶來副作用,例如增加感染風(fēng)險、修復(fù)和再生受損眼表面的能力下降,以及諸如青光眼、白內(nèi)障和角膜變薄等并發(fā)癥。
圖片來自文獻2
間充質(zhì)干細胞是一類成熟的、自我更新能力強的細胞,可以從多種組織中輕易分離出來,包括骨髓、脂肪組織、臍帶和胎盤等。這些細胞能產(chǎn)生大量的免疫調(diào)節(jié)因子,有效地調(diào)節(jié)眼睛內(nèi)的有害免疫反應(yīng),并且在減輕全身性炎癥的同時不會引發(fā)嚴重的不良反應(yīng)。
特別是,間充質(zhì)干細胞來源的外泌體(MSC-Exos)包含豐富的生物活性蛋白、脂質(zhì)和微小RNA(miRNAs),它們可以直接穿越生物屏障,將貨物遞送到目標免疫細胞中。
這種直接遞送機制使得MSC-Exos在管理嚴重的眼部炎癥疾病,包括干眼病中顯示出巨大的潛力通過調(diào)控眼內(nèi)浸潤的免疫細胞的活性和功能,MSC-Exos能夠有效減輕眼部炎癥,促進眼部表面的修復(fù)和再生。
干細胞外泌體通過調(diào)控眼部先天性免疫細胞,降低眼部炎癥
MSC-Exos最顯著的作用之一是其對NLRP3炎癥小體的抑制作用。NLRP3炎癥小體是一個關(guān)鍵的炎癥信號平臺,其激活會導(dǎo)致多種促炎細胞因子如IL-1β和IL-18的釋放,加劇眼部炎癥。
通過抑制 NLRP3 炎性小體的激活,MSC-Exos 誘導(dǎo)眼部浸潤巨噬細胞中選擇性激活 (M2) 表型的產(chǎn)生M2 巨噬細胞與其他眼部浸潤的抗炎細胞(致耐受樹突狀細胞 (DC) 和 CD4+ CD25+ T 調(diào)節(jié)細胞 (Treg))相互作用,并在發(fā)炎的眼睛中產(chǎn)生免疫抑制微環(huán)境,對減輕眼部炎癥和緩解干眼癥 (DED) 相關(guān)癥狀至關(guān)重要。致耐受性 DC 產(chǎn)生 IL-10 和吲哚胺 2,3-雙加氧酶 (IDO),從而促進發(fā)炎組織中免疫抑制 Treg 的產(chǎn)生和擴增。
圖片引用自文獻1
總結(jié)來看,實驗證據(jù)表明,MSC-Exos通過抑制NLRP3炎癥小體的激活,減少了這些促炎細胞因子的生成,從而降低了眼部炎癥的程度。
干細胞外泌體調(diào)節(jié)T細胞的反應(yīng),減輕眼部炎癥
MSC-Exos還能通過調(diào)節(jié)T細胞反應(yīng)來減輕眼部炎癥。MSC-Exos通過遞送特定的miRNAs,如miR-21-5p,增強Treg細胞驅(qū)動的對Th17細胞的抑制作用,從而減輕炎癥癥狀。這種機制不僅減少了炎癥細胞因子的生產(chǎn),還增加了抗炎細胞因子如IL-10和TGF-β的合成,進一步促進了眼部炎癥的緩解。
圖片引用自文獻1
可以說,間充質(zhì)干細胞外泌體(MSC-Exos)在調(diào)控T細胞驅(qū)動的眼部炎癥過程中發(fā)揮了關(guān)鍵角色,通過影響T細胞的分化和功能,顯著減輕干眼?。―ED)相關(guān)的癥狀。這些外泌體通過多種分子機制調(diào)節(jié)T細胞的行為,其中包括抑制Akt/mTOR信號通路、調(diào)節(jié)IDO活性、以及通過TGF-β抑制Jak/Stat信號通路,減輕炎癥反應(yīng)。
干細胞外泌體調(diào)控B細胞,從根源上減輕眼部免疫攻擊
在自身免疫性干眼(如干燥綜合征)中,B細胞會產(chǎn)生攻擊自身組織的抗體。MSC-Exos攜帶的miRNA-125b通過靶向PRDM1基因,抑制B細胞的分化及自身抗體的產(chǎn)生,從而減輕B細胞介導(dǎo)的自身免疫反應(yīng)。
研究發(fā)現(xiàn),MSC-Exos中的miR-125b能靶向抑制PRDM1蛋白(調(diào)控漿細胞分化的關(guān)鍵因子),從而減少自身抗體產(chǎn)生;抑制B細胞分化為漿細胞;降低炎癥因子和趨化因子表達。
在干燥綜合征相關(guān)干眼癥中,B細胞過度活化產(chǎn)生自身抗體,攻擊淚腺和唾液腺。外泌體中的microRNA-125b能夠抑制轉(zhuǎn)錄因子PRDM1的表達,從而阻止B細胞分化為漿細胞,減少自身抗體產(chǎn)生,從根源上減輕免疫攻擊。
小結(jié)
MSC-Exos通過多種機制調(diào)節(jié)眼內(nèi)的先天性免疫細胞,顯著減輕DAC引起的炎癥癥狀和其他與DED相關(guān)的病理變化。這些發(fā)現(xiàn)為開發(fā)新的基于MSC-Exos的治療方法提供了堅實的科學(xué)基礎(chǔ),展現(xiàn)了其在治療眼部炎癥性疾病中的巨大潛力。當(dāng)然,盡管MSC-Exos在實驗研究中展現(xiàn)出巨大潛力,但其臨床應(yīng)用仍面臨標準化生產(chǎn)、異質(zhì)性控制和穩(wěn)定性維護等挑戰(zhàn)。未來需要進一步優(yōu)化提取和儲存技術(shù),以確保其安全性和有效性??傊?,間充質(zhì)干細胞及其外泌體代表了一種創(chuàng)新且有前景的改善眼部的方法。隨著進一步的研究和發(fā)展,這些技術(shù)有望成為眼科領(lǐng)域的重要解決方案。
參考文獻:
Harrell, C. R., Djonov, V., Volarevic, A., Arsenijevic, A., & Volarevic, V. (2025). Mesenchymal Stem Cell–Sourced Exosomes as Potentially Novel Remedies for Severe Dry Eye Disease. Journal of Ophthalmology, 2025, 5552374.
[2]Villarreal-Gómez, L.J.; Origel-Lucio, S.; Hernández-Hernández, D.A.; Pérez-González, G.L. Use of Exosomes for Cosmetics Applications. Cosmetics 2025, 12, 9.
[3]Habibi A, Khosravi A, Soleimani M, Nejabat M, Dara M, Azarpira N. Efficacy of topical mesenchymal stem cell exosome in Sj?gren's syndrome-related dry eye: a randomized clinical trial. BMC Ophthalmol. 2025 May 20;25(1):299. doi: 10.1186/s12886-025-04078-9. PMID: 40394561; PMCID: PMC12090426.
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