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仙人掌果能帮助愈合伤口?Int J Mol Sci:仙人掌果细胞外囊泡(OFI

仙人掌果能帮助愈合伤口?Int J Mol Sci:仙人掌果细胞外囊泡(OFI-EVs)通过调节细胞反应加速伤口愈合

来源:100医药网 2024-12-25 09:00

仙人掌果中分离的细胞外囊泡(OFI-EVs)通过调节细胞反应,在体外具有抗氧化、抗炎、促进细胞迁移和血管生成等作用,无明显毒性,有望成为治疗慢性皮肤伤口及氧化应激疾病、促进皮肤再生的天然药物递送系统。

慢性伤口愈合是医学领域的一个重大挑战。在老龄化社会中,慢性伤口患者日益增多,他们不仅承受着身体的痛苦,还面临着长期治疗带来的巨大经济负担。慢性伤口难以愈合的核心原因在于炎症反应失控。正常情况下,炎症是伤口愈合的启动键,但在慢性伤口中,炎症却陷入混乱,细胞因子失衡,生长因子和细胞外基质(ECM)受体遭到破坏,导致伤口停滞在炎症阶段,无法顺利进入修复和再生阶段。

近年来,植物来源的细胞外囊泡(P-EVs)成为医药研究的焦点。P-EVs 因其丰富的来源、较低的成本和独特的生物学特性,被视为极具潜力的治疗工具。它们能够携带多种生物活性分子,在细胞间传递信息,且具有低毒性和高稳定性的优势,为多种疾病的治疗开辟了新路径。

仙人掌果(Opuntia ficus-indica)富含抗氧化化合物,如甜菜红素、抗坏血酸和多酚等,这些成分具有抗溃疡、抗氧化、抗癌、神经保护、肝保护和抗增殖等多种保健功效。近日,一项发表在Int J Mol Sci的研究Extracellular Vesicles Derived fromOpuntia ficus-indica Fruit (OFI-EVs) Speed Up the Normal Wound Healing Processes by Modulating Cellular Responses发现,仙人掌果来源的细胞外囊泡(OFI-EVs)在慢性伤口愈合方面具有巨大潜力。

OFI-EVs的分离与表征

研究人员采用超速离心法从仙人掌果中成功分离出OFI-EVs,并运用多种先进技术对其进行了详细表征。通过纳米颗粒跟踪分析(NTA)发现,OFI-EVs的主要峰值范围在100 120 nm,平均直径为114 1.8 nm。动态光散射(DLS)进一步证实了其尺寸,同时还测定出OFI-EVs呈负表面电荷(-23.8 1.6 mV),这一特性使其能够与带正电的分子或表面(如哺乳动物细胞膜)相互作用,促进细胞摄取。透射电子显微镜(TEM)观察显示,OFI-EVs近乎球形,膜结构完整,其大小与NTA结果相符。此外,研究人员还测定了OFI-EVs的产量和纯度,每克OFI果实可产生1.87 10 ⁰个颗粒,纯度为2.53 10⁹。

通过高效液相色谱-二极管阵列检测器-电喷雾离子化质谱(HPLC-DAD-ESI/MS)分析,确定了OFI-EVs中的多酚类化合物含量,其中总多酚含量为0.066 mg/g干提取物,黄酮类占60.5%,酚酸类占39.5%,主要化合物包括山奈酚-3-O-葡萄糖、绿原酸、熊果苷、丁香酸和阿魏酸等。

图 1. OFI-EVs的分离和表征

体外细胞实验结果

在体外细胞实验中,OFI-EVs展现出了良好的生物相容性。研究人员将OFI-EVs与参与伤口愈合的三种关键细胞(人真皮成纤维细胞HDFs、人脐静脉内皮细胞HUVECs和人单核细胞系THP-1)共孵育,结果表明,在测试浓度下,OFI-EVs对这些细胞均无明显细胞毒性。同时,通过荧光标记实验,研究人员观察到OFI-EVs能够被HDF细胞有效摄取,且随着孵育时间的增加,细胞内的荧光信号逐渐积累,这为其在细胞内发挥作用奠定了基础。

在抗氧化实验中,研究人员利用过氧化氢(H₂O₂)诱导HDF细胞产生氧化应激,模拟慢性伤口中的氧化损伤环境。结果令人惊喜,OFI-EVs预处理能够显著降低H₂O₂诱导的细胞内活性氧(ROS)产生,同时减少脂质过氧化产物的生成,有效减轻了氧化应激对细胞的损伤。进一步研究发现,OFI-EVs还能够提高细胞内超氧化物歧化酶(SOD2)的活性,并上调其mRNA转录水平,增强细胞自身的抗氧化防御能力。

在抗炎方面,OFI-EVs同样表现出色。研究人员使用脂多糖(LPS)诱导THP-1细胞发生炎症反应,模拟慢性伤口中的炎症状态。实验结果显示,OFI-EVs预处理可显著降低炎症细胞因子(如IL-6、IL-8和TNF- )的释放,并抑制其mRNA表达,有效抑制了炎症反应的过度激活。

伤口愈合过程中,细胞的迁移和生成至关重要。研究人员通过划痕实验观察到,OFI-EVs能够显著加速HDF细胞的迁移,使伤口愈合速度明显加快。在管形成实验中,OFI-EVs处理后的HUVEC细胞形成的血管分支数量显著增加,表明OFI-EVs具有促进血管生成的能力,这为伤口愈合提供了必要的营养支持和物质交换基础。

图2. OFI-EVs加速血管生成和伤口愈合

总结与展望

综上所述,本研究首次证实了OFI-EVs在慢性伤口愈合中的重要作用。OFI-EVs通过调节细胞的抗氧化和抗炎反应,加速了伤口愈合过程,这一发现为开发新型天然药物递送系统提供了理论依据,有望用于治疗氧化应激相关疾病和促进皮肤再生。

然而,研究人员也指出,由于细胞外囊泡的组织特异性和血浆半衰期较短,未来的研究需要进一步优化其制剂,探索与其他生物材料(如水凝胶、电纺膜等)联合应用的潜力,以更好地应对复杂的疾病微环境,充分发挥OFI-EVs在再生医学中的潜力。相信在不久的将来,OFI-EVs将为慢性伤口患者带来新的治疗希望,开启再生医学的新篇章。(100yiyao.com)

参考文献:

Valentino A, Conte R, Bousta D, et al. Extracellular Vesicles Derived fromOpuntia ficus-indicaFruit (OFI-EVs) Speed Up the Normal Wound Healing Processes by Modulating Cellular Responses.Int J Mol Sci. 2024;25(13):7103. Published 2024 Jun 28. doi:10.3390/ijms25137103

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