人源脂肪干细胞外泌体通过PINK1/Parkin介导的线粒体自噬减少mtDNA常见缺失改善皮肤光老化

【字体: 时间:2025年07月16日 来源:Stem Cell Research & Therapy 7.1

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  本研究针对紫外线(UVB)辐射导致的皮肤光老化问题,探索了人源脂肪干细胞外泌体(hADSC-Exos)通过激活PINK1/Parkin通路促进线粒体自噬(mitophagy),清除受损线粒体,从而减少线粒体DNA(mtDNA)常见缺失和氧化应激的作用机制。实验证实hADSC-Exos能显著改善光老化表型,为干细胞疗法在抗衰老领域提供了新策略。

  

随着社会经济的发展,皮肤老化问题日益受到关注。紫外线(UV)辐射是导致皮肤光老化的主要外因,其通过产生活性氧(ROS)加速胶原蛋白降解,引发皱纹、干燥、弹性丧失等典型症状。线粒体作为细胞的"能量工厂",其DNA(mtDNA)在氧化应激下易发生4977bp的"常见缺失",这种突变会进一步破坏线粒体功能,形成恶性循环。目前临床缺乏针对线粒体损伤的有效干预手段,而传统干细胞疗法存在免疫排斥风险。

南华大学第一附属医院的研究团队在《Stem Cell Research》发表的研究中,创新性地采用人源脂肪干细胞外泌体(hADSC-Exos)作为治疗载体。这些直径30-200nm的囊泡富含生物活性物质,既能规避免疫排斥,又具有调控细胞微环境的独特优势。研究通过透射电镜(TEM)和纳米颗粒追踪分析(NTA)表征外泌体特征,建立UVB诱导的光老化裸鼠模型和人类真皮成纤维细胞(HDFs)模型,结合SA-β-gal衰老染色、划痕实验、Western blot等技术,系统评估了hADSC-Exos的抗光老化效应及其分子机制。

hADSC-Exos改善光老化表型

在UVB照射的裸鼠背部皮肤中,hADSC-Exos治疗组表皮厚度显著减少,胶原纤维排列更致密。体外实验显示,hADSC-Exos使SA-β-gal阳性细胞减少41.7%,同时恢复细胞迁移能力。这些效果伴随着衰老标志物p21/p53表达的显著下调。

激活PINK1/Parkin通路

透射电镜观察到hADSC-Exos处理组线粒体数量减少而自噬体增加。Western blot检测到PINK1和Parkin蛋白表达上调2.3倍,LC3B-II/I比值升高而p62下降,表明线粒体自噬被激活。免疫荧光共定位显示LC3B与线粒体标志物TOM20的共定位率提升至68%。

清除氧化损伤

通过DCFH-DA探针和流式细胞术证实,hADSC-Exos使细胞内ROS水平降低至对照组的63%。3引物PCR检测显示mtDNA常见缺失减少55%,这种保护作用在PINK1基因沉默(siPINK1)后被显著削弱,证实该通路的核心地位。

这项研究首次揭示了hADSC-Exos通过PINK1/Parkin通路增强线粒体自噬的分子机制,为理解干细胞外泌体的抗衰老作用提供了新视角。相较于传统疗法,外泌体具有无创、稳定、易保存等优势,其通过多靶点调控线粒体质量控制,突破了单一抗氧化策略的局限。未来研究可进一步解析外泌体中的关键活性成分,推动其临床转化应用于皮肤年轻化和其他线粒体相关疾病领域。

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