化疗性脱发新型外泌体水凝胶敷料的研发

背景:化学药物治疗(化疗)作为癌症治疗的三大手段之一,在过去的几十年里取得了巨大进展,但伴随的不良反应给患者造成极大伤害,也是临床治疗与护理的难题。化疗不良反应包括恶心呕吐、睡眠障碍、肝肾功能障碍、神经系Genetic material damage统不良反应等。其中,化疗性脱发(Chemotherapy-induced alopecia,CIA)是最常出现的不良反应之一,发生概率超过60%,严重影响患者的生活质量,导致治疗依从性下降、自尊心丧失、抑郁和焦虑状态等诸多护理问题。针对化疗性脱发的护理措施包括头皮护理和心理护理。其中,头皮护理包括应用头皮止血带、头皮冷疗法、综合护理等。尽管越来越多的研究预防化疗性脱发、促进毛发再生,但尚未出现行之有效的干预措施。目的:本研究结合人脐带间充质干细胞外泌体的特殊性能,并选择天然阳离子多糖材料壳聚糖(CS)和普朗尼克F127(PF127)作为水凝胶材料,构建新型负载间充质干细胞外泌体的水凝胶敷料(CS-F127@Exo),用于化疗性脱发的康复护理。方法:(1)制备CS-F127@Exo水凝胶敷料:首先,从足月新生儿脐带组织中,分离培养人脐带间充质干细胞,并通过流式细胞术对标志蛋白进行鉴定,验证所提取间充质干细胞的纯度。其次,应用超速离心的方法分离提取间充质干细胞培养液上清液中的外泌体,通过扫描电镜、粒经检测、Western blot等方法对所提取的外泌体进行鉴定。随后,通过冷法制备不同浓度比的普朗尼克F127与壳聚糖水凝胶。(2)测试CS-F127@E点击此处xo水凝胶敷料的理化性能:通过分析不同水凝胶的37℃下相变时间,选择最适合化疗性脱发的水凝胶支架。通过扫描电镜、冷冻电镜、能谱扫描于保水性检测等方法评估新型外泌体水凝胶敷料的理化性质。(3)评价CS-F127@Exo水凝胶敷料的体内外生物安全性能:通过与Ha Ca T和HUVEC细胞共培养,检测新型外泌体水凝胶敷料的体外安全性;通过溶血实验、组织器官H&E染色、血常规分析等,检测新型外泌体水凝胶敷料的体内安全性。(4)明确CS-F127@Exo水凝胶敷料对CIA细胞模型的影响:利用环磷酰胺体内代谢产物4-羟基环磷酰胺建立Ha Ca T与HUVEC细胞化疗性脱发体外模型;通过评估间充质干细胞外泌体对化疗药物干预后细胞存活率、细胞凋亡、细胞迁移能力的影响,明确新型外泌体水凝胶敷料对细胞再生能力的影响。(5)明确CS-F127@Exo水凝胶敷料对CIA动物模型的影响:利用环磷酰胺构建C57BL/6小鼠CIA动物模型,通过毛发生长情况评估、组织免疫组化等方法,明确新型外泌体水凝胶敷料对化疗性脱发毛发再生的影响。结果:成功分离得到人脐带间充质干细胞并获得间充质干细胞外泌体。通过冷法成功制备12种含不同浓度壳聚糖与普朗尼克F127的水凝胶,并根据相变时间分析,选择12mg/m L壳聚糖与250 mg/m L普朗尼克F127物理交联方式制备的水凝胶作为新型外泌体水凝胶敷料的支架,该水凝胶支架结构致密,且有丰富的网状结构。体内外生物安全性评估结果显示,新型外泌体水凝胶敷料具有良好的生物相容性。体外实验结果显示,间充质干细胞外泌体可提高细胞存活率、减少细胞凋亡、提高细胞迁移能力;体内实验结果显示,新型外泌体水凝胶敷料可促进CIA小鼠的毛发再生,并上DS-3201小鼠调MAPK、Shh和PPAR-γ蛋白表达,下调Vimentin蛋白表达。结论:(1)成功分离得到脐带间充质干细胞,并获得间充质干细胞外泌体。应用壳聚糖和普朗尼克F127,与间充质干细胞外泌体物理混合后,成功构建新型外泌体水凝胶敷料(CS-F127@Exo)。(2)CS-F127@Exo具有符合条件的相变时间、良好的理化性质。(3)CS-F127@Exo具有良好的生物安全性。(4)Exo可有效抑制化疗药物所致Ha Ca T和HUVEC细胞的凋亡和迁移能力下降。(5)CS-F127@Exo可通过上调MAPK、Shh和PPAR-γ蛋白表达,下调Vimentin蛋白的表达,改善化疗药物所致脱发症状。