The application of blood plasma for soft tissue wound healing is receiving much more attention recently. Exosomes are critical paracrine mediators that can be obtained from biological fluids including plasma and be able to induce regenerative effects by transferring bioactive molecules such as microRNAs (miRNAs). This study aimed to investigate the effects of exosomes from human umbilical cord blood plasma (UCB-Exos) on wound healing and to elucidate the underlying mechanism. Methods: UCB-Exos were isolated by ultracentrifugation and subcutaneously injected into full-thickness skin wounds in mice. The efficacy of UCB-Exos on wound healing was evaluated by measuring wound closure rates, histological analysis and immunofluorescence examinations. In vitro, quantitative real-time PCR (qRT-PCR) analysis was performed to detect the expression levels of a class of miRNAs that have positive roles in regulating wound healing. The scratch wound assay, transwell assay and cell counting kit-8 analysis were conducted to assess the effects of UCB-Exos on migration and proliferation of human skin fibroblasts and endothelial cells. Tube formation assay was carried out to test the impact of UCB-Exos on angiogenic tube formation ability of endothelial cells. Meanwhile, by using specific RNA inhibitors or siRNAs, the roles of the candidate miRNA and its target genes in UCB-Exos-induced regulation of function of fibroblasts and endothelial cells were assessed. Results: The local transplantation of UCB-Exos into mouse skin wounds resulted in accelerated re-epithelialization, reduced scar widths, and enhanced angiogenesis. In vitro, UCB-Exos could promote the proliferation and migration of fibroblasts, and enhance the angiogenic activities of endothelial cells. Notably, miR-21-3p was found to be highly enriched in UCB-Exos and served as a critical mediator in UCB-Exos -induced regulatory effects through inhibition of phosphatase and tensin homolog (PTEN) and sprouty homolog 1 (SPRY1). Conclusion: Our results suggest that UCB-Exos are important effectors of plasma activity and can be used as a novel promising strategy for soft tissue wound healing.

Chronic non-healing wounds represent one of the most common complications of diabetes and need advanced treatment strategies. Exosomes are key mediators of cell paracrine action and can be directly utilized as therapeutic agents for tissue repair and regeneration. Here, we explored the effects of exosomes from human urine-derived stem cells (USC-Exos) on diabetic wound healing and the underlying mechanism. Methods: USCs were characterized by flow cytometry and multipotent differentiation potential analyses. USC-Exos were isolated from the conditioned media of USCs and identified by transmission electron microscopy and flow cytometry. A series of functional assays in vitro were performed to assess the effects of USC-Exos on the activities of wound healing-related cells. Protein profiles in USC-Exos and USCs were examined to screen the candidate molecules that mediate USC-Exos function. The effects of USC-Exos on wound healing in streptozotocin-induced diabetic mice were tested by measuring wound closure rates, histological and immunofluorescence analyses. Meanwhile, the role of the candidate protein in USC-Exos-induced regulation of angiogenic activities of endothelial cells and diabetic wound healing was assessed. Results: USCs were positive for CD29, CD44, CD73 and CD90, but negative for CD34 and CD45. USCs were able to differentiate into osteoblasts, adipocytes and chondrocytes. USC-Exos exhibited a cup- or sphere-shaped morphology with a mean diameter of 51.57 ± 2.93 nm and positive for CD63 and TSG101. USC-Exos could augment the functional properties of wound healing-related cells including the angiogenic activities of endothelial cells. USC-Exos were enriched in the proteins that are involved in regulation of wound healing-related biological processes. Particularly, a pro-angiogenic protein called deleted in malignant brain tumors 1 (DMBT1) was highly expressed in USC-Exos. Further functional assays showed that DMBT1 protein was required for USC-Exos-induced promotion of angiogenic responses of cultured endothelial cells, as well as angiogenesis and wound healing in diabetic mice. Conclusion: Our findings suggest that USC-Exos may represent a promising strategy for diabetic soft tissue wound healing by promoting angiogenesis via transferring DMBT1 protein.

In elderly people particularly in postmenopausal women, inadequate bone formation by osteoblasts originating from bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) for compensation of bone resorption by osteoclasts is a major reason for osteoporosis. Enhancing osteoblastic differentiation of BMSCs is a feasible therapeutic strategy for osteoporosis. Here, bone marrow stromal cell (ST)-derived exosomes (STExos) are found to remarkably enhance osteoblastic differentiation of BMSCs in vitro. However, intravenous injection of STExos is inefficient in ameliorating osteoporotic phenotypes in an ovariectomy (OVX)-induced postmenopausal osteoporosis mouse model, which may be because STExos are predominantly accumulated in the liver and lungs, but not in bone. Hereby, the STExo surface is conjugated with a BMSC-specific aptamer, which delivers STExos into BMSCs within bone marrow. Intravenous injection of the STExo-Aptamer complex enhances bone mass in OVX mice and accelerates bone healing in a femur fracture mouse model. These results demonstrate the efficiency of BMSC-specific aptamer-functionalized STExos in targeting bone to promote bone regeneration, providing a novel promising approach for the treatment of osteoporosis and fracture.