J Extracell Vesicles: 三维动态培养人骨髓间充质干细胞构建细胞外囊泡

来源于不同组织来源的人间充质干细胞(HMSCs)被广泛认为是中风、阿尔茨海默病、多发性硬化症、心肌病、移植物抗宿主病、传染病等疾病的干细胞治疗的有前途的候选细胞。尽管hMSCs具有多系分化潜能，但其通过分泌和旁分泌因子发挥治疗作用。

在MSC分泌组中，细胞外小泡(EV)引起了人们的极大兴趣，因为最近的研究结果表明，它们在多种疾病模型中具有治疗潜力。EVS的定义是从细胞释放的小颗粒(大小为20-500纳米)，由于其具有转运细胞膜成分和胞质蛋白质、脂类、代谢物和遗传物质(如microrna)的能力，因此在细胞间通讯中发挥重要作用。

图片来源: https://doi.org/10.1002/jev2.12235

近日，来自佛罗里达州立大学的研究者们在J Extracell Vesicles杂志上发表了题为“Engineering extracellular vesicles by three-dimensional dynamic culture of human mesenchymal stem cells”的文章，该研究为从具有增强治疗潜力的人骨髓间充质干细胞大规模生产高质量EV提供了一种有前景的策略。

人间充质干细胞(HMSC)来源的细胞外小泡(EVS)在最近的研究中显示出治疗潜力。然而，相应的治疗成分在很大程度上是未知的，扩大hMSC EV的生产是翻译应用的主要挑战。在目前的研究中，hMSCs在波动下以3D聚集体的形式生长，以促进EV的分泌。

结果表明，3D hMSC聚集体促进运输所需的内体分选复合体(ESCRT)依赖和非依赖途径的激活。MRNA测序显示3D hMSC聚合体的整体转录组发生了变化。与2D-hMSC-EVS相比，3D-hMSC-EVS的数量显著增加(2倍)，尺寸更小，miR-21和miR-22的表达更高，蛋白质组学分析发现蛋白质组分(如细胞因子和抗炎因子上调)，可能是由于EV的生物发生改变。在功能上，3D-hMSC-EVS使衰老的干细胞恢复活力，并显示出增强的免疫调节潜力。

2D和3D hMSCs促进EV分泌的培养条件

图片来源: https://doi.org/10.1002/jev2.12235

当然，目前的研究存在一些局限性：例如，巨噬细胞的极化仅基于特定标志物的mRNA表达，而不是细胞因子的分泌。用于临床前研究的3D-hMSC-EVS的实际大规模生产(例如，在波生物反应器或垂直轮式生物反应器中)尚未完全证明。

翻译潜力高度依赖于3DhMSC聚集体的大规模培养系统，需要对生物反应器中分泌的EV进行彻底的表征。为了质量控制，还需要证明每次生物反应器运行的3D-hMSC-EVS的蛋白质和miRNA货物的一致性。后续研究应该确定3D-hMSC-EVS中的关键成分(例如，特定的蛋白质或miRNA)，并进一步设计3D-hMSC-EVS，以最大化体内的功能/治疗结果。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Xuegang Yuan et al. Engineering extracellular vesicles by three-dimensional dynamic culture of human mesenchymal stem cells. J Extracell Vesicles. 2022 Jun;11(6):e12235. doi: 10.1002/jev2.12235.