间充质干细胞外泌体对眼部疾病的治疗作用

间充质干细胞(MSCs)是一种来源于多种组织，具有多向细胞分化潜能和自我细胞更新的多能干细胞，可对多种眼部疾病发挥治疗作用，研究表明，MSCs的生物学功能与其分泌的外泌体(MSC-Exo)有密切联系，相较而言MSC-Exo的生物性能更加稳定，且不具有成瘤性，因此有望成为MSCs生物学功能的有效替代物。

糖尿病视网膜病变

间充质干细胞(MSCs)是一群具有多向细胞分化潜能和自我细胞更新的多能干细胞，可从多种组织如胎盘、脐带、脂肪、骨髓、肌肉和牙髓等中获取。

MSCs具有保护神经系统、多向细胞分化、抑制机体炎症反应和促进免疫系统调节等多种生物学功能，研究发现MSCs的功能与其旁分泌机制(尤其是外泌体)有着密切的联系。

MSCs来源的外泌体(MSC-Exo)是MSCs旁分泌作用的主要物质，是一种包括信使RNA、微小非编码RNA(miRNA)、双层脂质、蛋白质的细胞外囊泡小体，其大小均一，直径30-nm，密度为1.13-1.18g/ml，其传递是通过进入细胞内吞泡膜向内凹陷而形成多泡内涵体并与细胞膜融合而释放，可避免其携带的特异蛋白质和miRNA在分泌到细胞外后被迅速吸收降解，从而可在整个细胞外保持稳定的机体生物学活性，到达机体远端发挥作用，并可长时间保持有效生物学功能。

研究表明，MSC-Exo通过传递蛋白质和RNA完成细胞间的通讯，可实现介导MSCs的促进修复、保护神经、免疫系统调节等功能，MSC-Exo在肝肾肺脏损伤修复，骨骼肌、软骨、神经组织、口腔组织、心血管再生和皮肤创口愈合等多种疾病中具有重要的治疗作用。

相比较MSCs而言，外泌体更加稳定，易于修饰，且不具有成瘤性的风险，此外，由于外泌体的纳米级尺寸和双层脂质膜结构，可以很容易地通过人体生物屏障进入靶向免疫器官和细胞发挥治疗作用，研究表明，MSC-Exo对各种眼部疾病如干眼、抑制角膜移植排斥反应、视网膜脱离、黄斑变性、青光眼、自身免疫性葡萄膜炎等具有治疗潜能。

外泌体对干眼的治疗作用

干眼(DED)是一种以泪膜内稳态丧失为特征的眼表多因素疾病，伴有泪膜稳定性差、泪液高渗性、眼表炎症等，目前该病的患病率不断提高，严重影响患者的生活质量。国际泪膜和眼表协会(TFOS)与国际干眼研讨会(DEWS)一致认为，泪液高渗性和泪膜不稳定性是DED的核心病因，众多学者认为DED发生的关键因素是泪液渗透压增高诱导的眼表炎症。

有研究表明，DED患者及动物模型中IL-6、IL-8等呈现高表达，这对眼表炎症的发生及发展具有重要作用，且表达水平与DED的严重程度呈正相关。目前，DED无法治愈，目前主要的治疗方法为采用人造眼泪、抗炎滴眼液和局部免疫抑制，目的是改善慢性角膜炎症的症状。

研究发现，静脉输注人脐带间充质干细胞(hUC-MSCs)或兔脂肪来源的MSCs能有效缓解兔自身免疫性干眼的病情进展?且在发病前预防性输注hUC-MSCs能够取得相似的治疗效果。

实验发现在兔自身免疫性干眼模型的泪腺组织中TNF-a和IL-1mRNA表达显著增加，而抗炎因子IL-10mRNA表达下调，人脐带间充质干细胞来源外泌体(hUC-MSCs-Exo)可诱导外周血中单核巨噬细胞向抗炎性M2表型极化，从而有效促进IL-10、TGF-B分泌，抑制巨噬细胞相关炎性因子如TNF-a和IL-1B分泌，达到抑制炎症反应的效果。

对角膜移植排斥反应的免疫抑制作用

角膜病是世界上最常见的与失明相关的眼病之一，是我国第二大致盲眼病，临床证实其可靠、有效的复明手段为角膜移植手术。正常生理情况下，角膜属于自体免疫特殊区域，但由于是同种异体移植，移植的角膜可引起移植体内抗原抗体反应，致使角膜植片混浊、功能丧失，甚至失明，从而导致角膜移植失败。

角膜移植后排斥反应是多种细胞(如T、B细胞、自然杀伤细胞、树突状细胞等)和免疫分子参与的免疫排斥反应。在角膜移植排斥反应的高危患者中，减少或防治角膜排斥反应是提高手术成功率及患者生活质量的关键。

目前临床主要用糖皮质激素、环孢素A滴眼液等，但长期使用可诱发青光眼、白内障、肝肾毒性等疾病及不良反应，故优化治疗尤为重要。

研究发现，在大鼠结膜下注射MSCs或尾静脉注射MSCs可抑制炎症反应和上调Th2细胞因子，在对MSCs进行示踪观察后，发现结膜下注射MSCs后72h，结膜囊中存在大量MSCs，但前房以及角膜组织中未见表达，总体效果可延长角膜植片存活时间。

通过进一步研究发现，比较结膜下注射MSCs和MSC-Exo后角膜植片存活时间，发现24h后结膜囊、角膜组织中以及前房内均可见外泌体的定位表达，72h后发现结膜囊中外泌体存在量极少，最终MSC-Exo治疗组角膜植片的存活时间更长。

因此得出结论:MSC-Exo可以发挥免疫调节作用，能够调节免疫应答并促进免疫组织修复，抑制T细胞免疫应答、改变Th1、Th2免疫应答平衡以及上调调节性T细胞，可以克服体内生物屏障到达角膜以及前房从而发挥生物学功能，对抑制角膜移植术后细胞排斥反应有一定作用。

对视网膜细胞及视神经损伤的保护作用

损伤、感染或局部缺血引起的视网膜细胞损伤会触发邻近神经细胞的变性，导致视网膜形态和功能的损伤以及不可逆的视力损害。

目前干细胞移植、抗炎药、信号通路抑制剂、神经营养因子等在各种视网膜疾病模型中均显示出神经保护作用。

既往研究证明，静脉注射MSCs可通过抑制细胞凋亡和炎症反应来挽救视网膜激光损伤。实验发现通过在大鼠视网膜下移植BMSCs，推测BMSCs的作用机制可能与其分泌细胞因子bFGF而起到营养支持和多向分化的潜在功能有关，其可通过改善视网膜微环境而起到保护光感受器细胞的作用。

在激光诱导的视网膜损伤小鼠模型中，通过在玻璃体腔注射MSC-Exo，发现视网膜中单核细胞趋化蛋白(MCP-1)明显下调，热损伤后的视网膜细胞中的MCP-1mRNA表达也明显下调。这些结果表明，玻璃体腔注射MSC-Exo可通过下调MCP-1减少视网膜损伤，抑制细胞凋亡和巨噬细胞浸润，从而保护视网膜结构和功能。

研究发现，在以视网膜神经节细胞(RGC)死亡和轴突变性为特征的大鼠视神经挤压(ONC)模型中，BMSC-Exo中的miRNA展现出显著的神经保护和促进神经再生作用。因而推测，BMSC-Exo可以有效促进视网膜创伤修复，抑制炎症和免疫，保护视网膜神经功能，具有较好的潜在临床应用价值。

视网膜脱离(RD)是视网膜神经上皮层与色素上皮层的物理分离，是最常见的威胁视力的疾病之一。研究表明，MSC-Exo含有抗炎、神经保护和抗凋亡的蛋白效果，可以减轻RD对光感受器细胞变性的影响，能抑制炎症因子的产生，增强光感受器细胞的自噬，减少凋亡，发挥保护视网膜的功能，从而对RD诱导的视网膜损伤具有治疗作用。

糖尿病性视网膜病(DR)是老年人视力丧失的主要原因之一，视网膜中炎性细胞因子的增加与DR中的视网膜病变程度密切相关。

研究发现，MSC-Exo中miRNA-在调节高血糖诱发的视网膜炎症因子的表达中起关键作用过表达miRNA-的MSC-Exo在糖尿病大鼠中显著降低了视网膜内皮细胞中高糖诱导的HMGB1表达和NLRP3炎性小体的活性?从而改善了糖尿病大鼠的高血糖诱导的视网膜炎症。

青光眼(Glau