中大新聞訊（通訊員馬蘭）凋亡是一種細胞的程序性死亡方式，是器官生長發(fā)育和穩(wěn)態(tài)維持的必要過程。凋亡細胞會產生大量凋亡囊泡( Apoptotic extracellular vesicles, apoEVs)，傳統(tǒng)觀念認為機體大量apoEVs通過呈現“Find-Me”信號啟動吞噬過程被各種吞噬細胞清除。中山大學光華口腔醫(yī)學院×附屬口腔醫(yī)院施松濤、寇曉星教授團隊曾首次提出凋亡囊泡維持體內干細胞穩(wěn)態(tài)，外源回輸干細胞凋亡囊泡可作為新的生物治療手段(Cell Research, 2018. DOI:10.1038/s41422-018-0070-2)。干細胞及胞外囊泡回輸已用于多種疾病的治療研究，但在體內的代謝途徑和功能仍不清楚。
近日，施松濤、寇曉星教授團隊在國際著名期刊Bioactive Materials上發(fā)表了題為“Apoptotic extracellular vesicles are metabolized regulators nurturing the skin and hair”的研究論文，報道了一部分外源性apoEVs以一種wave-like的形式通過皮膚和毛囊進行代謝。同時，外源性apoEVs可通過Wnt/β-catenin通路活化皮膚和毛囊間充質干細胞促進傷口愈合和毛發(fā)再生。有趣的是力學刺激可以通過Wnt/β-catenin通路加速這種凋亡囊泡排出的過程。本研究揭示了循環(huán)中囊泡從皮膚毛發(fā)代謝的新途徑，生物性代謝物會以EV的方式經皮膚和毛發(fā)排出到體外，走向大自然，表達了“天人合一”的概念，并為皮膚和毛發(fā)疾病提供了新的無細胞治療的治療策略。
該研究通過尾靜脈途徑向小鼠體內注射熒光染料標記的apoEVs，利用免疫熒光、蛋白印跡、活體成像和超高分辨顯微鏡等手段觀測到apoEVs可從皮膚和毛發(fā)排出體外，并使用雙光子顯微鏡在活體小鼠上驗證此現象。
進一步研究表明，apoEVs在排出過程中可激活皮膚中的Wnt/β-catenin信號通路，促進皮膚的新陳代謝，而活化的β-catenin又可調控apoEVs的排出和皮膚更新，呈現一種wave-like形式。研究人員經尾靜脈注射apoEVs后讓小鼠跑步模擬加力，懸尾實驗模擬失力，通過免疫熒光、蛋白印跡、流式和活體成像一系列實驗發(fā)現跑步加速apoEVs排出，懸尾抑制apoEVs排出。進一步實驗發(fā)現跑步降低小鼠血液中DKK1水平，懸尾使其升高，從而影響皮膚中活化的Wnt/β-catenin信號通路表達水平，導致apoEVs排出改變。
圖1. ApoEVs經皮膚和毛囊代謝
隨后，研究人員分離凋亡缺陷小鼠的皮膚和毛囊間充質干細胞 (Mesenchymal stem cells, MSC），發(fā)現apoEVs在排出過程中活化MSC中Wnt/β-catenin信號通路，改善MSC性能，并進一步證明apoEVs具有促進傷口愈合和毛發(fā)再生的功能。
圖2. ApoEVs促進毛發(fā)再生
圖3. ApoEVs經表皮系統(tǒng)代謝的示意圖
該項目研究得到了國家重點研發(fā)計劃、“珠江人才”團隊項目和國家自然科學基金支持。中山大學光華口腔醫(yī)學院×附屬口腔醫(yī)院為第一單位，馬蘭主治醫(yī)師是本論文的第一作者，施松濤教授和寇曉星教授是本論文通訊作者。
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452199X2200192X
