本研究由Yu Xiao、Qingyong Xiang、Yingyu Wang、Zhongzhou Huang、Ji Yang、Xiaoyun Zhang、Xiaoxia Zhu、Yu Xue、Weiguo Wan、Hejian Zou和Xue Yang共同完成，分别来自复旦大学附属华山医院、复旦大学附属中山医院、武汉同济医学院附属中西医结合医院、复旦大学附属第五人民医院、中山大学孙逸仙纪念医院等机构。该研究于2025年发表在《Scientific Reports》期刊上。
学术背景
系统性硬化症（Systemic Sclerosis, SSc）是一种以皮肤和内脏器官进行性纤维化为特征的结缔组织疾病，皮肤纤维化是其临床治疗中的一大挑战。脂肪源性间充质干细胞（Adipose-derived Mesenchymal Stem Cells, AMSCs）被认为在治疗SSc中具有极大的潜力，而AMSCs的生物学效应部分归因于其分泌的外泌体（Exosomes, Exos）。本研究旨在探讨AMSCs来源的外泌体是否具有与AMSCs相似的生物学效应，并进一步研究其在SSc皮肤纤维化治疗中的作用机制。
研究流程
本研究分为以下几个主要步骤：
细胞实验：
- 细胞共培养：将AMSCs与SSc皮肤成纤维细胞以1:5和1:10的比例进行直接接触和Transwell间接接触共培养。
- 外泌体提取与鉴定：从AMSCs的细胞培养上清液中提取外泌体，并通过纳米颗粒追踪分析（NTA）、透射电子显微镜（TEM）和Western blot（WB）进行鉴定。
- 外泌体与成纤维细胞共培养：将提取的外泌体与成纤维细胞共培养，研究其对成纤维细胞胶原合成的影响。
动物模型构建：
- SSc皮肤纤维化模型：通过反复皮下注射博来霉素（Bleomycin, BLM）构建SSc皮肤纤维化小鼠模型。
- AMSCs和外泌体治疗：在小鼠模型中分别皮下注射AMSCs和外泌体，研究其对皮肤纤维化的影响。
组织学评估：
- 皮肤组织处理：取小鼠皮肤组织，固定、包埋、切片，进行H&E和Masson染色，评估皮肤厚度和胶原含量。
- 定量PCR和Western blot：检测皮肤组织中α-SMA、Col1A1、Col3A1、TGF-β1和Smad3的mRNA和蛋白表达水平。
主要结果
细胞实验结果：
- 直接和间接共培养：AMSCs通过直接和间接接触共培养均能显著抑制SSc皮肤成纤维细胞的胶原合成（Col1A1和Col3A1）和纤维化标志物（α-SMA和TGF-β1）的表达。
- 外泌体作用：AMSCs来源的外泌体能够被成纤维细胞摄取，并通过抑制TGF-β1/Smad3信号通路显著抑制成纤维细胞的胶原合成和纤维化标志物表达。
动物模型结果：
- 皮肤纤维化模型：BLM诱导的小鼠模型表现出皮肤厚度增加和胶原沉积增加，成功模拟了SSc皮肤纤维化。
- AMSCs和外泌体治疗：AMSCs和外泌体治疗均能显著减少小鼠皮肤厚度和胶原含量，并抑制TGF-β1/Smad3信号通路的激活。
结论
本研究表明，AMSCs来源的外泌体具有与AMSCs相似的生物学功能，通过抑制TGF-β1/Smad3信号通路减轻SSc皮肤纤维化。外泌体作为一种“无细胞”物质，可能规避AMSCs治疗的不良反应，同时具有极大的潜力用于SSc皮肤纤维化的临床治疗。
研究亮点
- 重要发现：首次证实AMSCs来源的外泌体通过抑制TGF-β1/Smad3信号通路减轻SSc皮肤纤维化。
- 方法创新：采用NTA、TEM和WB等多种技术对外泌体进行鉴定，确保其纯度和功能。
- 研究对象特殊：使用SSc患者皮肤成纤维细胞和BLM诱导的小鼠模型，更贴近临床实际。
其他有价值内容
本研究还探讨了外泌体在SSc治疗中的长期安全性和详细作用机制，为未来的临床转化提供了重要的理论依据。此外，研究团队计划通过单细胞测序或蛋白质组学进一步深入研究外泌体的其他作用机制。
本研究为SSc皮肤纤维化的治疗提供了新的思路和方法，具有重要的科学价值和临床应用前景。