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雪旺细胞来源的小细胞外囊泡治疗视神经病变新策略

视神经病变是一种不可逆的致盲眼病,包括青光眼、外伤性视神经病变以及遗传性视神经病变等,它们共同的病理机制犹如一个黑暗的隐秘。视神经作为中枢神经系统的一员,如同一片难以修复和再生的丛林,而外周神经系统则如同一个充满生机的田野,具有良好的神经元存活和轴突再生能力。

在这片神经的田野中,雪旺细胞(Schwann cells,SC)如同勤劳的园丁,通过分泌神经营养因子等,促进受损神经元的存活及其轴突的再生,参与周围神经系统中有髓神经纤维的构成。研究证明,雪旺细胞在视神经损伤细胞治疗中具有强大的神经保护效果,然而,因其存活率低、遭遇免疫排斥等阻碍,其转化应用受到限制。

然而,近年来,生物治疗与临床转化的研究如火如荼,大量研究认为小细胞外囊泡(EVs)在这方面具有独特优势,成为一种具有良好前景的细胞替代疗法。雪旺细胞的外囊泡(SC-EVs)作为天然的生物纳米材料,如同携带多种细胞内生物活性分子的信使,它们或许可以发挥神经保护作用,为视神经病变的治疗带来新的希望。

近日,温州医科大学附属眼视光医院吴文灿教授、池在龙教授团队在Journal of controlled release(JCR Q1 IF:10.8)发表了题为 “Schwann cell-derived extracellular vesicles as a potential therapy for retinal ganglion cell degeneration”的研究论文(2023 Oct 9:S0168-3659(23)00662-4),首次报道了SC-EVs在视神经损伤修复中的作用及机制,有望为视神经病变的临床治疗提供新的策略。朱森淼、陈丽莉、王敏为文章的共同第一作者,池在龙、吴文灿为共同通讯作者。

 

 

 

研究表明,在无任何转染试剂辅助下,原代视网膜神经节细胞(RGCs)可较好的摄取SC-EVs,利用GW4869抑制EVs的分泌功能,发现神经保护与轴突再生作用显著降低,而体外给予SC-EVs处理可促进RGCs的存活和轴突再生,提示SC-EVs可能是雪旺细胞促进神经损伤修复过程中细胞间通讯的重要介质。

在大鼠视神经损伤模型中,发现玻璃体腔注射SC-EVs,也能较好的被视网膜细胞摄取,治疗组RGCs存活率得到明显改善,视网膜神经节复合体厚度增加,部分生理功能得以保存。

 

 

为了进一步探索视神经损伤保护中的功能及机制,该研究通过高通量测序发现,SC-EVs外泌体中富含多种生物活性分子,如miRNA等,推测其在神经损伤修复中发挥重要作用。通过对视网膜组织差异基因的富集分析发现,SC-EVs参与减少神经元的凋亡。体外谷氨酸处理神经细胞实验发现,SC-EVs减少神经细胞凋亡,体内实验也显示抑制视网膜内层神经元的凋亡。该研究进一步验证了SC-EVs治疗后CREB信号通路显著上调,而激活CREB能显著降低RGCs的凋亡。通过视网膜平铺片免疫荧光共染色发现SC-EVs促进RGCs中pCREB的表达,发挥神经保护作用。

综上所述,该研究报道了雪旺细胞来源的小细胞外囊泡(SC-EVs)在视神经损伤修复中的治疗前景及潜在的分子机制。目前,间充质干细胞来源小细胞外囊泡(MSC-EVs)是各类疾病,包括中枢神经系统疾病的损伤修复与再生治疗中主流的研究对象,该研究从不同的角度阐明了周围神经系统胶质细胞来源EVs在视神经病变中的功能及机制,为中枢神经退行性病变的损伤修复与再生治疗提供了一种新的策略。