在體內(nèi)外實驗中，胚胎干細胞來源的細胞外囊泡能夠成功改善衰老表型，展現(xiàn)出治療衰老相關(guān)疾病的潛力。

研究背景

胚胎干細胞（embryonic stem cells, ESCs）可塑性強，具有自我更新能力，有潛力用于衰老相關(guān)疾病的治療。然而，胚胎干細胞的臨床應(yīng)用制約因素較多，相較之下，ESCs來源的細胞外囊泡（extracellular vesicles, EVs）可以提供與ESCs相當(dāng)?shù)闹委熜Ч瑫r避免了ESCs的不利因素，因而有望替代ESCs用于衰老相關(guān)疾病的治療。

研究內(nèi)容

本研究中，作者通過一系列體內(nèi)外實驗，充分評估了ESC-EVs在逆轉(zhuǎn)衰老中的作用機制。

首先，作者通過體外實驗研究ESC來源細胞外囊泡對衰老的影響。從ESCs和小鼠胚胎成纖維細胞（Mouse embryonic fibroblasts, MEFs）分離EVs，分別為ESC-EVs和MEF-EVs，免疫熒光實驗證實分離所得EVs可被傳代后期MEF內(nèi)化。ESC-EVs處理衰老MEF并檢測衰老相關(guān)表型，結(jié)果顯示MEF衰老相關(guān)表型得到改善。

RNA-Seq分析結(jié)果顯示，ESC-EVs處理MEFs可抑制衰老相關(guān)基因表達，同時促進增殖相關(guān)基因表達。

miRNA-Seq分析結(jié)果顯示，ESC-EVs中上調(diào)的miRNAs集中于衰老相關(guān)信號通路，其靶基因主要涉及蛋白轉(zhuǎn)運、蛋白磷酸化等，提示其可能參與調(diào)節(jié)衰老進程。其中miR-15b-5p和miR-290a-5p在ESC-EVs中高度富集，可能與衰老MEFs恢復(fù)活力有關(guān)。

接下來，作者通過在衰老MEF中過表達miR-15b-5p及miR-290a-5p，驗證了其延緩衰老的作用。

作者推測ESC-EVs可將miR-15b-5p/miR-290a-5p轉(zhuǎn)移到衰老細胞，并通過沉默衰老細胞中高表達的靶基因?qū)崿F(xiàn)對衰老的逆轉(zhuǎn)。在此思路指導(dǎo)下，預(yù)測miR-15b-5p/miR-290a-5p靶基因，其中 Ccn2、Lurap1及Plcxd2為兩者共有，且Ccn2和Lurap1是參與衰老相關(guān)信號通路的蛋白。隨后，通過雙熒光素酶報告基因檢測以及使用特異性的抑制劑進行實驗，證實miR-15b-5p和miR-290a-5p可沉默Ccn2介導(dǎo)的AKT/mTOR途徑，由此在ESC-EVs調(diào)節(jié)衰老細胞恢復(fù)活力中發(fā)揮作用。

最后，作者通過動物實驗評估了ESC-EVs的抗衰老作用，實驗數(shù)據(jù)顯示，ESC-EVs引起廣泛的抗衰老相關(guān)轉(zhuǎn)錄變化，此外，實驗動物脾、腎、肝等器官的衰老相關(guān)指標(biāo)改善，反映了ESC-EVs對衰老進程的逆轉(zhuǎn)。

文章結(jié)論

通過以上研究，作者揭示了ESC-EVs逆轉(zhuǎn)細胞衰老的潛在機制，并通過體內(nèi)實驗評估了ESC-EVs的抗衰老效果，為延緩衰老以及治療衰老相關(guān)疾病提供了潛在的非細胞治療方案。

Yu L, Wen H, Liu C, Wang C, Yu H, Zhang K, Han Q, Liu Y, Han Z, Li Z, Liu N. Embryonic stem cell-derived extracellular vesicles rejuvenate senescent cells and antagonize aging in mice. Bioact Mater. 2023 Jul 1;29:85-97. doi:?10.1016/j.bioactmat.2023.06.011. PMID: 37449253; PMCID: PMC10336196.