UCMSC-exo在心血管疾病的應用上也表現出和 UCMSC一樣的治療效果。目前,治療心血管疾病的動物實驗研究已有一些報道,其主要關注于歸巢、降低血管再灌注損傷、減少心肌梗死面積、抑制心肌重構、改善心臟功能等。西安干細胞存儲研究發現,人類來源的培養上清中提純得到的外泌體能減少小鼠心肌缺血再灌注損傷模型中的心肌梗死面積,對治療心肌缺血再灌注損傷有顯著的療效。在心肌損傷時,表面的結合素類可以使歸巢到表達的心肌細胞,或靶向表達的內皮細胞,從而將具有保護功能的蛋白質或轉移到損傷部位。
研究發現間充質干細胞來源的外泌體可提高ATP的水平,降低氧化應激,激活PI3KAKT通路,從而增強心肌活力,防止心肌反向重構,從而達到治療心肌梗死的目的。另外, UCMSC源的外泌體在其他疾病的研究中已有少量文獻報道,并提示 UCMSC-exo能夠促進血管重構。還有研究表明,外泌體在體內能促進腎小管上皮細胞增殖和抑制其凋亡,這些外泌體發揮生物學功能需要依賴CD44和β1-整合蛋白整合進入腎小管細胞,進一步研究還發現RNA酶處理過的外泌體不具有修復組織損傷的功能。這些結果表明 UCMSC-exo在損傷的組織中通過mRNA水平轉移激活幸存腎小管細胞中的增殖程序,抑制其凋亡達到修復損傷的作用。
此外,西安干細胞存儲研究發現MSC源外泌體還能夠抑制人肺動脈高壓內皮細胞的Sat3信號,該信號和內皮細胞增殖相關,進而影響血管重塑。
1.腎組織修復,Bmno等將 UCMSC-exo與腎小管上皮細胞(TEC)共孵育,發現UCMSC-exo促進TEC增殖的同時可抑制其凋亡。將 UCMSC-exo應用于甘油誘發的急性腎損傷(AKⅠ)小鼠模型,結果與體外實驗一致,小鼠血尿素氮、肌酐等指標明顯下降, UCMSC-exo對腎傷修復作用與 UCMSC相當。在腎次全切除缺血/再灌注(IR)損傷、順鉑誘導小鼠AKI模型中, UCMSC-exo同樣具備組織修復功能。
2.神經修復,在研究中發現, UCMSC-exo能夠促進神經突觸的生長;在小鼠大腦動脈閉塞卒中模型中, UCMSC-exo可顯著改善神經軸突的可塑性及神經軸突的重構,促進神經及血管再生,加快卒中小鼠神經功能的恢復。還有研究報道, UCMSC-exo可促進小鼠受損坐骨神經的功能恢復。
3.肺組織修復,在小鼠缺氧性肺動脈高壓模型中, UCMSC-exo可抑制缺氧所致的血管重構、降低炎癥及增生介質的水平。對缺血性肺動脈高壓具有保護作用。而在大腸埃希菌內毒素誘導的急性肺損傷(ALⅠ)模型中, UCMSC-exo具有抗炎、加快恢復肺蛋白滲透率的作用。
4.皮膚創傷修復, zhang等研究表明 UCMSC-exo通過平行轉運Wnt4活化Wntβ- catenin信號通路,進一步抑制凋亡,促進皮膚組織血管生成,促進皮膚細胞增殖和遷移,從而加快傷口愈合。進一步研究發現, UCMSC-exo在皮膚損傷修復過程中對細胞增殖和β- catenin抑制依賴于高敏度的生長環境, UCMSO-exo高密度條件下對β- catenin抑制依賴于 YAP Serl27磷酸化, UCMSC-exo通過轉運14-3-3蛋白促進YAP的磷酸化和胞質內滯留, UCMSC-exo中干擾14-3-3組織增殖能力明顯增強。
5.肝組織修復,作用Li等研究發現, UCMSC-exo可減輕四氯化碳誘導的肝纖維化模型中肝臟炎癥反應的程度以及膠原沉積,抑制上皮細胞向間質細胞轉化,發揮肝組織修復作用。
6.移植物抗宿主病(GVHD)組織修復, Kordelas等報道了1例采用 UCMSC-exo治療
GVHD的患者,結果顯示,患者皮膚黏膜及腸道臨床表現得到明顯緩解,激素用量明顯減少,
提示 UCMSO-exo在GVHD組織修復方面的功效。
7.糖尿病(DM)受損胰腺細胞修復,Ⅰ型DM是由自身免疫介導下胰腺B細胞群受損所引起, UCMSC-ex0具備獨特的免疫調節作用,目前針對其在DM受損細胞修復方面的臨床研究正在進行。
8.關節退行性變、風濕性疾病組織修復,UCMSC-exo與髓核細胞的相互作用可能是MsC促進退化的椎間盤結構恢復的一種機制。 UCMSC-exo因其抗纖維化、抗凋亡、免疫調節功能,可能在骨關節炎、風濕性關節炎等疾病中發揮組織修復作用。