临床证实脂肪移植可改善光老化皮肤,传统观点归因于脂肪干细胞(ADSCs)。然而,上海交通大学医学院附属第九人民医院 周双白课题组联合四川大学华西医院 许学文课题组共同指导,王彦文博士和Tan Poh-Ching博士共同发现:脂肪组织直接分泌的脂肪组织来源细胞外囊泡(AT-EVs)在制备效率和细胞摄取动力学上显著优于纯化脂肪干细胞EVs。该成果已发表于Cell Communication and Signaling (IF 8.2)。
本研究利用邻近编码分析技术(Proximity Barcoding Assay, PBA),在单EV水平解析EV表面蛋白特征,精准锁定了介导其“快速起效”的关键功能亚群 。
文章信息
题目|Adipose tissue protects against skin photodamage through CD151- and AdipoQ- EVs
期刊|Cell Communication and Signaling
影响因子|IF = 8.2, JCR Q1
发表时间|2024年12月
DOI|10.1186/s12964-024-01978-z
研究背景
研究设计概览
研究团队构建了多种体内外模型,并结合PBA技术进行系统验证:
体内外模型评价:利用有/无皮下脂肪的裸鼠模型及背部脂肪移植模型,接受UVB照射,证实AT-EVs的保护作用。
体外机制:对比AT-EVs与ADSC-EVs对成纤维细胞增殖及抗衰老指标的影响。
PBA单囊泡表面蛋白分析:利用PBA技术,在单囊泡水平解析AT-EVs的表面蛋白谱及亚群异质性。
分子机制解析:通过时间分辨摄取实验、磁珠分选及基因敲低技术,阐明CD151和AdipoQ的协同作用机制。

图1:EVs 治疗方案与时间轴
核心发现①:制备效率与摄取动力学的双重优势
研究指出,尽管两者在改善皮肤组织学(如胶原沉积)的最终疗效上无显著差异,但AT-EVs具备显著的临床转化优势:
产量巨大:从等体积脂肪组织中提取的AT-EVs数量约为6.1 × 10¹¹,是ADSC-EVs的200倍。且制备周期仅需48小时(vs干细胞培养2-3周)。
极速内吞:时间分辨实验显示,AT-EVs在2分40秒即开始被细胞摄取(ADSC-EVs需18分54秒),表现出极高的生物利用度。

图2:AT-EVs与ADSC-EVs产量对比
核心发现②:PBA技术揭示高度异质性与CD151+/AdipoQ+特异亚群
为何成分复杂的AT-EVs反而起效更快?研究团队利用PBA技术平台绘制了单囊泡表型图谱:
亚群图谱:PBA显示ADSC-EVs成分单一,而AT-EVs包含14个高度异质性亚群。
关键捕获:PBA在单EV水平精准定量发现,AT-EVs表面四跨膜蛋白CD151的阳性率高达83.42%(ADSC-EVs仅1.98%),并成功锁定了特异性的CD151+/AdipoQ+双阳性功能亚群。

图3:PBA技术揭示EVs亚群图谱
核心发现③:CD151介导“快速内吞”,AdipoQ激活抗氧化通路
基于PBA数据的指引,研究进一步阐明了AT-EVs“双重驱动”的保护机制:
内吞加速(CD151):CD151作为关键的跨膜支架蛋白,赋予了 AT-EVs 极强的细胞亲和力,大幅提升了摄取动力学效率,使其能迅速进入细胞发挥作用。
信号激活(AdipoQ):AT-EVs内化后,其携带的AdipoQ与受体AdipoR结合,激活AMPK信号通路,进而抑制NF-κB磷酸化,有效清除ROS并修复DNA损伤 。

图4:AT-EVs抗光老化分子机制模式图
结语|PBA 技术助力解析复杂生物样本的临床价值
本研究证实,脂肪组织来源的AT-EVs凭借其高产量和CD151介导的卓越摄取动力学,在抗皮肤光老化中展现出巨大的应用前景。
相比于传统的群体检测方法,泌码生命科学的PBA技术成功解决了复杂组织来源样本(AT-EVs)的异质性解析难题。通过在单EV水平解析EV表面蛋白特征,该技术精准锁定了CD151+和AdipoQ+这一关键功能亚群,为揭示“混合”囊泡制剂优于“纯化脂肪干细胞EVs”的物质基础提供了决定性证据 。
END