谁能想到狗狗脂肪干细胞这么厉害？Sci Rep突破性方案让干细胞外泌体产量飙升，为伤口治疗开辟新路径

在日常生活中，我们难免会受伤，小到擦伤，大到手术创口，伤口愈合是一个复杂且重要的过程。正常的伤口愈合涉及细胞外基质与众多细胞群体的相互作用，但一些因素可能会阻碍这一过程，导致慢性伤口，给患者带来痛苦。近年来，基于干细胞的再生治疗备受关注，尤其是间充质干细胞（MSCs），其在伤口愈合各阶段展现出治疗效果。而MSCs发挥作用的关键“小助手”之一，就是外泌体。外泌体作为细胞间通讯的重要介质，携带生物活性分子，在伤口愈合中有着巨大的潜力，比如促进成纤维细胞迁移和增殖、调节免疫等。然而，外泌体的临床应用却面临着挑战，其中产量低、缺乏高效生产方案是主要问题。

近期，发表于Sci Rep的一项研究Potential upscaling protocol establishment and wound healing bioactivity screening of exosomes isolated from canine adipose-derived mesenchymal stem cells为解决这些问题带来了新的突破。该研究建立了一种从犬脂肪间充质干细胞（cAD-MSCs）生产外泌体的潜在放大方案，并探索了其在伤口治疗方面的潜力。

研究人员首先对分离的cAD-MSCs进行了全面的特性鉴定。结果显示，这些细胞呈现出典型的间充质干细胞特征，具有贴壁生长的特性，形态上类似成纤维细胞。通过RT-qPCR技术检测到干细胞标记物（Oct4和Rex1）和增殖标记物（Ki67）的mRNA表达，表明其具备干细胞特性和增殖能力。同时，经流式细胞术分析，细胞表达MSCs相关表面标记（CD90、CD44和CD29），且不表达造血细胞表面标记CD45，进一步确认了其MSCs的身份。此外，cAD-MSCs还展现出多向分化潜能，能向成骨、成软骨和脂肪细胞方向分化。

在优化外泌体收集条件时，研究人员开发并验证了一系列外泌体收集溶液。实验发现，自制的VSCBIC-3外泌体收集溶液在维持cAD-MSCs的形态、活力和细胞数量方面表现出色。与其他溶液相比，使用VSCBIC-3培养的细胞在3天内仍能保持良好状态，而血清-游离DMEM（SF-DMEM）和补充外泌体耗尽胎牛血清的DMEM（dEx-DMEM）则导致细胞在第2天就开始出现形态改变和附着丧失，部分细胞还出现了明显的细胞内空泡化。

图 1：外泌体生产方案对cAD-MSCs特性和cAD-MSC衍生外泌体质量规格的影响

为提高外泌体产量，研究建立了三种外泌体生产方案并进行评估。结果表明，基于3D培养系统和VSCBIC-3收集溶液的VSCBIC-3-3D方案在质量和数量上都表现优异。与传统2D培养方案相比，VSCBIC-3-3D方案使外泌体产量提高了2.4倍，条件培养基中外泌体浓度提高了3.2倍。在质量方面，该方案生产的外泌体具有更小的模式尺寸、更高的CD9阳性率和更负的表面电荷，表明其纯度和稳定性更高。

在评估外泌体的伤口治疗潜力时，体外迁移实验显示，所有cAD-MSCs来源的外泌体都能促进成纤维细胞迁移，其中VSCBIC-3-3D外泌体的效果尤为显著。在0-12小时和12-24小时的培养过程中，VSCBIC-3-3D外泌体处理组的细胞迁移闭合率均显著高于对照组，且在一定浓度范围内，浓度越高效果越好。

图 2：通过潜在放大方案产生的cAD-MSC衍生外泌体增强了体外成纤维细胞的迁移

进一步的体外增殖实验表明，VSCBIC-3-3D外泌体可促进成纤维细胞增殖。在1天的增殖实验中，外泌体处理组细胞增殖明显增强；在4天的连续培养实验中，虽然前期因细胞适应血清环境无显著差异，但第3天起细胞增殖显著增加，且呈剂量依赖性。此外，研究还分析了与伤口愈合和葡萄糖利用相关基因的mRNA表达，发现VSCBIC-3-3D外泌体可上调Tgf-β1和TNF-α等基因的表达，同时下调Tgf-β3和Col3a1的表达，这些变化与伤口愈合的早期增殖阶段相适应。

图 3：不同浓度的cAD-MSC衍生外泌体诱导的体外成纤维细胞增殖改善

综上所述，这项研究成功建立了从cAD-MSCs生产外泌体的VSCBIC-3-3D放大方案，显著提升了外泌体的产量和质量。体外实验充分验证了该方案生产的外泌体在促进成纤维细胞迁移、增殖以及调节伤口愈合相关基因表达方面的积极作用，展现出良好的伤口治疗潜力。这一成果为未来外泌体在兽医临床伤口治疗中的应用提供了坚实的理论和实践基础，也为人类伤口治疗研究提供了新的思路和方向。相信随着研究的不断深入，外泌体疗法有望在伤口愈合领域取得更大的突破，为广大患者带来更多福祉。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Pamulang YV, Oontawee S, Rodprasert W, et al. Potential upscaling protocol establishment and wound healing bioactivity screening of exosomes isolated from canine adipose-derived mesenchymal stem cells. Sci Rep. 2025;15(1):10617. Published 2025 Mar 27. doi:10.1038/s41598-025-93219-7