脐带间充质干细胞外泌体通过调控中性粒细胞重塑Th17/Treg平衡治疗干眼病机制研究

《Scientific Reports》:UCMSC-derived exosomes ameliorate dry eye disease pathogenesis by modulating neutrophils on Th17/Treg balance

【字体: 时间:2026年02月06日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本研究针对干眼病(DED)免疫失衡难题,探索脐带间充质干细胞外泌体(UCMSC-Exos)的治疗机制。研究发现UCMSC-Exos可通过调节中性粒细胞因子表达,重建Treg/Th17细胞平衡,显著缓解DED症状,为免疫靶向治疗提供新策略。

干眼病(Dry Eye Disease, DED)作为一种常见的慢性眼表疾病,正困扰着全球数以亿计的患者,尤其在中老年女性群体中发病率持续攀升。这种疾病不仅导致眼部干涩、灼痛、视力波动等不适症状,更关键的是其背后隐藏着免疫系统失衡的复杂机制。当前临床上常用的润滑眼药水、抗炎药物等治疗手段往往只能暂时缓解症状,犹如"治标不治本",难以从根本上扭转疾病的进展。
近年来,随着对干眼病发病机制研究的深入,科学家们发现辅助性T细胞17(Th17)与调节性T细胞(Treg)之间的平衡失调是推动疾病发展的关键环节。在这一背景下,干细胞治疗为代表的新型疗法展现出巨大潜力,其中间充质干细胞(Mesenchymal Stem Cells, MSCs)因其强大的免疫调节和组织修复能力而备受关注。然而,直接使用干细胞存在诸多安全性和技术瓶颈,于是科学家将目光投向了干细胞分泌的纳米级囊泡——外泌体(exosomes)。这些微小的"信息使者"能够携带母细胞的治疗信号,在细胞间进行信息传递,同时避免了活细胞移植的风险。
正是在这样的研究背景下,发表在《Scientific Reports》上的这项研究针对干眼病的治疗难题,系统探讨了脐带间质干细胞外泌体(UCMSC-Exos)的治疗潜力及其作用机制。研究人员通过构建干眼病动物模型,分别采用局部滴眼和全身注射两种给药方式,深入分析了UCMSC-Exos对免疫细胞功能的影响。
在技术方法方面,研究团队主要运用了以下几项关键技术:通过体外培养系统评估UCMSC-Exos对人角膜上皮细胞系迁移修复能力的影响;建立干眼病小鼠模型进行体内治疗实验;采用流式细胞术分析免疫细胞亚群比例变化;通过酶联免疫吸附试验(ELISA)和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测细胞因子表达谱;对比年轻与年长小鼠的治疗反应差异。
UCMSC-Exos促进角膜上皮细胞修复
研究首先在体外实验中证实,UCMSC-Exos能够显著促进人角膜上皮细胞的迁移和伤口愈合过程,这表明这些纳米级囊泡直接参与了眼表组织的修复机制。
UCMSC-Exos调节中性粒细胞因子表达
在动物实验中发现,无论是局部还是全身给予UCMSC-Exos,都能有效改变中性粒细胞的细胞因子表达模式。具体表现为促炎细胞因子水平下降,而抗炎细胞因子表达上升,这种免疫调节作用为后续T细胞平衡的重建奠定了基础。
重建Treg/Th17细胞平衡
中性粒细胞因子表达的改变直接影响了T细胞的分化方向。研究显示,UCMSC-Exos治疗组中,具有免疫抑制功能的Treg细胞比例上升,而促炎的Th17细胞比例下降,从而重新建立了正常的免疫平衡状态。
年龄依赖性治疗反应
一个有趣的发现是,年轻小鼠对UCMSC-Exos治疗的反应更为显著,治疗效果优于年长小鼠,这提示年龄因素可能影响干眼病的免疫治疗敏感性,也为个体化治疗提供了重要参考。
症状改善与炎症减轻
最终,这种免疫平衡的重建直接转化为临床症状的改善,表现为眼表炎症减轻、角膜损伤修复和干眼病相关症状的明显缓解。
研究结论表明,UCMSC-Exos通过调节中性粒细胞的细胞因子表达,重建了Th17/Treg细胞平衡,有效缓解了干眼病的免疫病理过程。这一发现不仅揭示了UCMSC-Exos治疗干眼病的具体分子机制,更重要的是为开发基于外泌体的新型干眼病治疗策略提供了坚实的实验依据。相比传统治疗方法,外泌体治疗具有稳定性高、免疫原性低、便于储存和运输等优势,有望成为下一代干眼病免疫调节治疗的重要方向。同时,研究揭示的年龄差异性反应也为临床个体化治疗提供了重要启示,预示着需要根据患者年龄特点制定差异化治疗方案。这项研究为深入理解干眼病免疫机制开辟了新视角,推动了干细胞外泌体治疗在眼科领域的应用前景。

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