《Theranostics》江苏大学许文荣团队：二吲哚基甲烷刺激外泌体Wnt11自分泌提高人脐带间充质干细胞对伤口的修复能力

人类脐带间充质干细胞（hucMSCs）被认为是再生医学中有希望的治疗手段，但其疗效需进一步提高。小分子和药物成为调节干细胞命运和功能的方便策略。来自江苏大学医学院的许文荣教授团队在最新的Theranostics杂志发表最研究成果，评估了3,3'-二吲哚基甲烷（DIM），一种天然的小分子化合物，涉及hucMSCs在深二级烧伤大鼠模型中的修复作用。与未处理的hucMSCs相比，用50μM DIM引发的HucMSCs显示出理想的修复效果。 DIM增强了hucMSCs的干性，这与Wnt/β-连环蛋白信号的激活有关。β-连环蛋白的抑制会削弱DIM引发的hucMSCs（DIM-hucMSCs）在体内的愈合作用。此外，研究证明DIM在hucMSC衍生的外泌体中上调Wnt11表达。Wnt11敲低抑制了DIM-hUCMSCs中的β-连环蛋白激活和干细胞诱导，并在体内消除了其治疗效果。因此，该研究结果表明，DIM通过增加外泌体Wnt11自分泌信号促进hucMSCs的干性，为改善hucMSCs对伤口愈合的治疗效果提供了新的策略。

该文首先发现了DIM-hucMSCs在大鼠深二度烧伤模型中促进细胞增殖和再上皮化。（上图）

接着证明了DIM 通过Wnt/β-catenin途径上调了hucMSC的干性（中间略去N个figure）。（上图）

到第7个figure，最后证明Wnt11以外泌体以自分泌方式运输。（a）：HucMSCs用50μM DIM处理48小时，制备CdM。随后用不同的CdM处理HucMSCs 48小时。进行定量分析以评估Sox2，Oct4和Nanog的相对mRNA水平（n = 6; ** p <0.01）。 （b）：在不同处理的hucMSCs中Oct4，Sox2，Nanog的Western印迹。 （c）：用不同CdM处理的hucMSCs的集落形成测定。 （d）：ELISA检测hucMSCs和DIM-hucMSC衍生的外泌体中Wnt11的表达水平（n = 6; * p <0.05）。 （e）：在hucMSC和DIM-hucMSC衍生的外泌体中表达Wnt11的蛋白质印迹。 （f）：检测hucMSCs，DIM-hUCMSC衍生的外泌体和无外泌体的CdM（n = 6; *** p <0.001）中Wnt11的表达水平。 （g）：HaCAT细胞用来自hucMSC和DIM-hUCMSC的200μg外泌体和外泌体无CdM处理。进行集落形成测定以检测HaCAT细胞的增殖能力。（h）：如（g）所述处理HaCAT细胞，使用细胞划痕法检测细胞迁移能力。（上图）

其实，该研究的主题内容并不是外泌体，外泌体只是DIM提高hucMSC组织修复能力的最后一个落脚点。该研究在解析DIM如何提高hucMSC组织修复能力方面做了非常详尽的工作。首先提出表型，DIM-hUCMSCs对大鼠深度二级烧伤损伤模型对伤口愈合有改善的损伤作用。然后发现，DIM上调hucMSC的干性。接着，为什么提高了hucMSC的干性呢？原来，DIM通过β-连环蛋白活化增强了hucMSCs的干性。通过抑制β-连环蛋白激活可逆转 DIM-hUCMSCs对伤口愈合的修复作用。进一步研究发现，DIM通过Wnt11诱导hucMSCs中的β-连环蛋白激活。敲低Wnt11可逆转DIM-hUCMSCs对伤口愈合的治疗作用。研究到这儿是不是该发挥下许文荣教授的研究特长领域外泌体呢？果然，研究结果显示Wnt11是以自分泌方式被外泌体运输而发挥作用的。

这些发现可强有力地支持MSC衍生的外泌体的治疗潜力。为了增强MSC衍生的外泌体的治疗效果，可以修饰外泌体。许文荣教授团队的DIM-hucMSC衍生的外泌体是否具有更好的修复效果，并且潜在的机制是十分值得进一步的调查研究的。

参考文献：

Shi H et al. 3,3′-Diindolylmethane stimulates exosomal Wnt11 autocrine signaling in human umbilical cord mesenchymal stem cells to enhance wound healing. Theranostics. 2017 Apr 10;7(6):1674-1688. doi: 10.7150/thno.18082. eCollection 2017. IF=8.854