张建伟
杭州美莱医疗美容医院皮肤科院长
中国整形美容协会会员
2023 年度新氧绿宝石皮肤美容登榜医生
2018 年全国微针大赛“金针奖
干细胞衍生的外泌体已被提出作为一种潜在的治疗方法。该文献旨在研究人脐带间充质干细胞的外泌体(hucMSC-Exosomes)在伤口愈合过程中对中性粒细胞和巨噬细胞单细胞转录组的影响。利用单细胞RNA测序，研究人员分析了中性粒细胞和巨噬细胞的转录组多样性，以预测这些免疫细胞在hucMSC-Exosomes影响下的转录结果，并确定可能影响伤口微环境的配体-受体相互作用的改变。该分析结果利用免疫荧光、ELISA和qRT-PCR证实RETNLG和SLC2A3的表达与迁移中性粒细胞有关，而BCL2A1B与增殖中性粒细胞有关。与对照组相比，hucMSC-Exosomes组的M1巨噬细胞、M2巨噬细胞和中性粒细胞水平显著升高。另外，其诱导巨噬细胞向更抗炎表型的分化轨迹发生改变，同时伴随着配体-受体相互作用的变化，从而促进愈合。
引言
外泌体是间充质干细胞(MSCs)旁分泌产生的主要效应体，被认为具有更稳定的生物学效应，更高的转导效率。研究表明，人脐带间充质干细胞衍生的外泌体(hucMSC-Exosomes)可以通过改善免疫调节、刺激血管生成、促进角质细胞增殖和介导细胞外基质重塑来促进伤口再生和修复。
本研究旨在通过单细胞测序揭示中性粒细胞和巨噬细胞在外泌体诱导的组织修复过程中的异质性，并通过配体-受体相互作用分析揭示hucMSC-Exosome加速组织修复的潜在机制。
01
hucMSC-Exosome诱导中性粒细胞功能改变
与对照组(PBS注射)相比，hucMSC-Exosome干预组小鼠的愈合速度明显更快（图1）。中性粒细胞和巨噬细胞在创面愈合初期起着至关重要的作用，有助于清除创面中的细菌和碎片，为后续的组织修复奠定基础。为了确定中性粒细胞和巨噬细胞在hucMSC-Exosome诱导的伤口修复中的异质性，该研究在术后第7天(愈合率差异最显著的时间点)收集小鼠伤口周围皮肤进行scRNA-seq分析。计算丰度比的结果显示，hucMSC-Exosomes组M1巨噬细胞(215个(1.0%)vs 76个(0.4%)，p < 0.00001)、M2巨噬细胞(1231个(5.9%)vs 670个(3.1%)，p < 0.00001)和中性粒细胞显著增加（图2）。
图1 hucMSC-Exosome和PBS对照对于创面愈合的影响
图2 基于UMAP约简免疫细胞坐标的二维散点图
图3 hucMSC-Exosome和PBS对照创面的h&e和Masson染色
02
巨噬细胞对伤口愈合过程有着独一无二的作用，其清除碎片，刺激血管生成和诱导炎症。在hucMSC-Exosomes治疗后，M1巨噬细胞增加了VEGFA、IL1RN和CXCL3的表达，上调了胶原代谢、迁移和ERK级联以及HIF-1、TNF信号传导和自噬（图4）。
图4 hucMSC-Exosomes治疗后巨噬细胞差异表达基因(DEGs)。
图5 （K）免疫荧光染色:ARG1抗体(绿色)、F4/80抗体(红色)和核染色(DAPI)；（L）免疫荧光染色用ARG1抗体(绿色)和F4/80抗体(红色)
03
配体-受体相互作用在伤口愈合中是细胞之间沟通的主要手段，对于协调组织修复的各个阶段至关重要。在hucMSC-Exosomes治疗后，嗜碱性细胞释放更多的CSF1、IL4、OSM和LIF。
CSF1调节巨噬细胞的分化、增殖和存活，IL4抑制巨噬细胞促炎介质，OSM刺激M2巨噬细胞极化，LIF刺激巨噬细胞浸润。humsc -外泌体通过NTS-PTAFR和NTS-FPR2相互作用刺激淋巴管内皮细胞增强中性粒细胞吞噬（图6）。
图6 hucMSC-Exosomes治疗后配体与受体的相互作用
用ELISA验证了样品中IL-4、IL-13、IL-17和IL-33水平的显著升高。M2巨噬细胞分泌更多的IL1RN，竞争性抑制IL1A，减少中性粒细胞相关炎症。
结论
在炎症阶段，中性粒细胞是第一个迁移到伤口的免疫细胞，其构建起暂时的屏障来抵御微生物的侵入。同时，中性粒细胞浸润是炎症向增殖转变的先决条件，也是进行高质量修复的必要条件。在该研究中，发现对比未使用hucMSC-Exosomes治疗的创面，hucMSC-Exosomes治疗后中性粒细胞出现明显增加，创面愈合速度明显更快，上皮化过程中的胶原蛋白产生速度更快。
紧致抗皱
淡斑亮白
抑炎抗敏
健康增润
参考文献
Liu Y, Zhang M, Liao Y, Chen H, Su D, Tao Y, Li J, Luo K, Wu L, Zhang X, Yang R. Human umbilical cord mesenchymal stem cell-derived exosomes promote murine skin wound healing by neutrophil and macrophage modulations revealed by single-cell RNA sequencing. Front Immunol. 2023 Mar 6;14:1142088.本文作者：牡蛎
审阅、修订：海琅
未经授权，不得转载。
扫描二维码订阅
微针疗法公众号
便捷观看本期
和往期精彩内容
参与伊肤泉提供的产品活动
干货多多，福利多多
