[发明专利]一种工程化外泌体在糖尿病足溃疡的皮肤再生修复中的应用及其制备方法

说明书

本发明公开了一种工程化外泌体在糖尿病足溃疡的皮肤再生修复中的应用及其制备方法，所述的工程化外泌体是应用外泌体作为基因载体、装载促进血管再生的基因，同时，应用干细胞来源的外泌体自身含有多种活性因子，促进创面抗感染和血管网络、神经的修复。本发明利用成体干细胞来源的外泌体替代因免疫原性、致瘤性原因导致临床使用严格的干细胞，且协同装载的活性分子的基因货物，具有多功能，治疗效果好的特性，可广泛应用于临床上皮肤创面缺损的修复，尤其是糖尿病足溃烂皮肤的再生修复。

技术领域

本发明属于生物医药和组织工程领域，具体涉及一种新型工程化外泌体在糖尿病足溃疡的皮肤再生修复中的应用及其制备方法。

背景技术

外泌体是由多种类型细胞分泌的直径约为40-200nm的胞外囊泡，含有不同种类的microRNAs、蛋白质和脂质等具有生物学活性的物质，在不同细胞间进行信息传递,调节细胞间的信号传导，在创伤修复、炎症反应和肿瘤发生发展等许多生理和病理过程中发挥着重要的功能。干细胞是具有高度自我更新能力与多向分化潜能的干细胞,目前已应用于临床治疗多种疾病。但是直接采用干细胞进行临床治疗具有较大的免疫排斥的风险。因此，利用干细胞分泌的外泌体治疗疾病可以避免干细胞的免疫原性与致瘤性的风险。

随着对外泌体的进一步深入研究，人们将目光从外泌体本身的功能转移至其优越的结构特性，具有磷脂双分子层结构的外泌体是一种天然的生物活性载体，与传统的药物基因载体相比，外泌体来源于细胞具有完美的生物相容性，并且能够逃避机体的免疫识别，从而将装载的货物高效地转运至功能细胞中。因此，将具有一些特定功能的基因装载外泌体中，形成一种工程化的外泌体，协同外泌体自身发挥更多的功能。

糖尿病足是由糖尿病引发的下肢缺血性疾病，糖尿病患者不仅体内血糖高，而且下肢血管病变造成血管闭塞和供血障碍导致足部组织得不到足够的营养物质，微小的创伤即可引起微生物的侵袭与感染，并且感染易于扩散，导致下肢持续反复感染，出现难愈性溃疡。这种因血管病变引发的皮肤溃疡与普通的皮肤创伤不同，目前临床上针对糖尿病足溃疡的治疗方法有限，一般为抗感染的药物，甚至面临截肢的风险，然而长时间施用抗生素会产生一定的耐药性，截肢更是会严重影响患者的生活水平和质量，使患者长时间饱受身体和心理创伤的困扰。

因此，研究如何能使糖尿病足溃疡皮肤尽快修复愈合，避免反复感染，已成为临床医生迫切需要解决的难题。

发明内容

针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本发明提供了一种能够针对糖尿病足发病机理而设计的工程化外泌体，本发明的目的是提供了工程化外泌体在糖尿病足溃疡的皮肤再生修复中的应用。工程化外泌体是应用外泌体作为基因载体装载促进血管再生的基因，同时，应用干细胞来源的外泌体自身含有多种活性因子，促进创面抗感染和血管网络、神经的修复。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种工程化外泌体在糖尿病足溃疡的皮肤再生修复中的应用，所述工程化外泌体是由用于促进血管再生的基因导入到外泌体中所获得。

优选地，所述外泌体来源于成体干细胞，所述成体干细胞包括骨髓间充质干细胞、造血干细胞、脂肪干细胞。

优选地，所述促进血管再生的基因包括VEGF、FGF、angs、TGF-β、TNF。

本发明针对糖尿病足的发病机制，设计用于糖尿病足溃疡皮肤修复的新型工程化外泌体。糖尿病足因下肢血管病变造成血管闭塞和供血障碍导致足部组织得不到足够的营养物质，微小的创伤即可引起微生物的侵袭与感染，并且感染易于扩散，导致下肢持续反复感染，出现难愈性溃疡。因此，本发明通过引入干细胞来源的外泌体及促进血管再生的基因制备出工程化外泌体来协同刺激皮肤创面血管的再生，进而促进创面愈合。

为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，还提供了一种如前所述的应用中的工程化外泌体的制备方法，包括以下步骤：

S1、干细胞外泌体的提取：采用超高速离心法提取外泌体；