Bioactive Materials|五叶毛衍生的细胞外囊泡通过破坏 STING 来缓解皮肤衰老
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详细介绍

皮肤老化是一种多方面的退行性过程,易引发皮肤病变,包括感染、皮炎和恶性肿瘤,给患者带来极大的身心痛苦。传统疗法,包括局部抗氧化剂和防晒霜,效果有限,安全性问题持续在皮肤老化治疗中带来重大挑战。在此背景下,我们率先将五叶毛衍生的细胞外囊泡(GPEVs)应用于治疗,展示了其在缓解 UVB 诱发皮肤衰老方面的前所未有的疗效。具体来说,GPEVs 通过抑制胶原蛋白降解和 DNA 损伤恢复了表皮完整性,同时改善了皮肤的水分供应。体外应用 GPEVs 导致 SA-β加尔活性降低,细胞增殖增强,并降低衰老相关分泌表型(SASP)。从机制上看,GPEVs 通过促进靶向 STING 降解,阻止 CTCF 介导的衰老相关基因转录激活。值得注意的是,在 STING 激动作用下,GPEVs 的治疗效果完全消失,从而确认了靶点特异性。我们的研究不仅确立了 GPEVs 作为应对皮肤衰老的生物相容性耐热剂,也代表了利用植物来源细胞外囊泡的一种范式转变策略,弥合了当前抗衰老皮肤病学中的关键空白。

该研究以题为“Gynostemma pentaphyllum-derived extracellular vesicles alleviate skin aging by destabilizing STING”发表在Bioactive Materials上。

图1 

绞股蓝来源细胞外囊泡(GPEVs)的纯化与表征

(A)GPEVs提取与纯化流程示意图。(B)蔗糖密度梯度超速离心后纯化GPEVs的代表性图像。(C)GPEVs的透射电子显微镜代表性图像。(D)通过纳米颗粒追踪分析技术检测GPEVs的粒径分布。(E)GPEVs的Zeta表面电荷。(F)GPEVs脂质组学分析。(左图)GPEVs中饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、双不饱和脂肪酸及多不饱和脂肪酸的比例;(右图)GPEVs中排名前十的脂质类别百分比分布:神经酰胺、神经酰胺磷酸酯、甘油二酯、双半乳糖二酰甘油、己糖神经酰胺、单半乳糖二酰甘油、磷脂酸、磷脂酰乙醇胺、硫代异鼠李糖甘油二酯、甘油三酯。

图2

GPEVs的体外细胞摄取及内吞机制研究

(A)HEKa细胞与DiO标记的GPEVs共孵育0、1、3、6小时后,摄取情况的代表性荧光图像。标尺:50 μm。(B)图A中阳性细胞百分比的统计图。(C和D)通过流式细胞术检测不同时间点HEKa细胞对DiO标记GPEVs的摄取量。(E)不同内吞抑制剂存在下,HEKa细胞对DiO标记GPEVs的内化情况。(F)图E中阳性细胞百分比的统计图。(G和H)经内吞抑制剂预处理后,流式细胞术检测HEKa细胞对DiO标记GPEVs的摄取量。(I)经内吞抑制剂预处理或未处理条件下,HEKa细胞摄取DiO标记GPEVs的显微图像。标尺:100 μm。所有实验均重复至少三次。数据以均数±标准差表示。采用单因素方差分析结合Bonferroni事后检验确定统计学显著性。∗p < 0.05;∗∗p < 0.01;∗∗∗p < 0.001。

总结

最近,来自复旦大学、山东大学等单位的研究团队在《生物活性材料》期刊上发表了一项重要研究,首次从绞股蓝中分离出细胞外囊泡(GPEVs),并系统验证了其在缓解UVB诱导的皮肤光老化方面的显著效果。

研究发现,GPEVs呈均匀的球形囊泡结构,平均粒径约116.8 nm,富含多不饱和脂肪酸及多种功能性脂质,具有良好的稳定性和生物相容性。体外实验表明,GPEVs能被表皮细胞有效摄取,主要通过能量依赖和网格蛋白介导的内吞途径进入细胞。在UVB辐照后的细胞模型中,GPEVs显著降低了衰老相关β-半乳糖苷酶阳性率,恢复了细胞增殖能力,并抑制了衰老相关分泌表型的表达。在动物实验中,连续8周涂抹GPEVs可显著改善UVB辐照小鼠的皮肤水分、胶原纤维结构及表皮厚度,效果优于阳性对照维生素E。

机制研究进一步揭示,GPEVs通过促进STING蛋白的自噬-溶酶体降解,抑制了STING-TBK1-CTCF信号通路的激活,从而减少CTCF介导的衰老相关基因转录。这一发现不仅揭示了绞股蓝来源囊泡的抗光老化新机制,也为植物源纳米制剂在皮肤抗衰老领域的应用提供了新思路。

参考文献:

DOI: 10.1016/j.bioactmat.2026.03.010


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