美國抗衰老和再生醫(yī)學(xué)學(xué)會主席Ronald Klatz博士曾說：“許多科學(xué)家現(xiàn)在相信外泌體是干細(xì)胞技術(shù)的下一個發(fā)展方向”。

近年來，干細(xì)胞行業(yè)因其在再生醫(yī)學(xué)和組織修復(fù)中的潛力而備受關(guān)注。隨著研究的深入，一個新興的概念——外泌體，逐漸從干細(xì)胞的光環(huán)中脫穎而出，這些曾經(jīng)被視為細(xì)胞廢棄物的微小囊泡，現(xiàn)在被科學(xué)家們認(rèn)為是細(xì)胞間通訊的重要媒介，具有調(diào)節(jié)細(xì)胞功能和參與疾病進程的能力，從而被認(rèn)為開辟干細(xì)胞技術(shù)的新篇章。

什么是外泌體？

外泌體是細(xì)胞分泌的納米級囊泡，通常在30-150納米大小之間。它們由細(xì)胞膜內(nèi)陷形成，并通過外泌作用釋放到細(xì)胞外環(huán)境中。外泌體攜帶著蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、RNA等生物分子，這些分子可以被其他細(xì)胞攝取，從而影響細(xì)胞的行為和功能。

1983年，外泌體首次于綿羊網(wǎng)織紅細(xì)胞中被發(fā)現(xiàn)，1987年Johnstone將其命名為“exosome”。最初被認(rèn)為是細(xì)胞的“垃圾”，此后發(fā)現(xiàn)，外泌體是具有功能活性并可進行細(xì)胞間信息傳遞的分泌微囊泡。2013年的諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎授予美國科學(xué)家詹姆斯·羅斯曼、蘭迪·謝克曼和德國科學(xué)家托馬斯·蘇德霍夫，以表彰他們在發(fā)現(xiàn)細(xì)胞囊泡運輸系統(tǒng)及其運行調(diào)節(jié)機制研究中做出的杰出貢獻。

外泌體的作用及其機理

外泌體被包裹在堅硬的雙層膜中，雙層膜保護外泌體的內(nèi)容物，使外泌體能夠在組織中長距離移動。干細(xì)胞外泌體因在上皮組織的增殖、遷移、再生、炎癥和瘢痕控制等方面的作用，有望成為“無細(xì)胞的細(xì)胞治療”工具。

外泌體的作用多樣，包括促進細(xì)胞增殖、遷移、分化和組織修復(fù)，以及調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)和炎癥過程。其作用機理主要涉及以下幾個方面：

信號傳遞：外泌體攜帶的生物分子可以作為信號分子，影響鄰近或遠(yuǎn)處細(xì)胞的狀態(tài)。

基因調(diào)控：外泌體中的miRNA和mRNA可以被受體細(xì)胞吸收，參與基因表達的調(diào)控。

免疫調(diào)節(jié)：外泌體可以影響免疫細(xì)胞的活性，參與抗炎和免疫抑制過程。

組織修復(fù)：外泌體通過促進細(xì)胞增殖和分化，參與損傷后的組織修復(fù)。

外泌體與干細(xì)胞的不同

與干細(xì)胞不同的是：干細(xì)胞外泌體對受損的微環(huán)境不響應(yīng)，但它可以通過改變細(xì)胞外基質(zhì)，改變受體細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組，來調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡、生長、增殖和分化途徑。因此，干細(xì)胞外泌體具有減少細(xì)胞凋亡、減輕炎癥反應(yīng)、促進血管生成、抑制纖維化、提高組織修復(fù)潛力等重要生物學(xué)功能，在調(diào)控組織再生方面存在良好的臨床應(yīng)用前景。

外泌體相對于干細(xì)胞的優(yōu)勢

與干細(xì)胞相比，外泌體具有一些獨特的優(yōu)勢：

體積小：納米級粒子，大小約為細(xì)胞的1/200，能穿透一般毛細(xì)血管的細(xì)胞間隙抵達目標(biāo)，因此能很好地被人體所利用。

低免疫原性：外泌體不是細(xì)胞，僅作為載具，外膜的表層上呈現(xiàn)較少的抗原，免疫系統(tǒng)難識別，對人體影響小。

靶向多能性：外泌體可以通過表面分子與特定細(xì)胞結(jié)合，實現(xiàn)對特定細(xì)胞或組織的靶向作用，同時可以攜帶多種生物活性分子，實現(xiàn)多種生物學(xué)功能的調(diào)控。

穿透血腦屏障：體積小加上脂質(zhì)外膜的特性，使其可以通過血腦屏障壁，抵達腦部組織。

外泌體的應(yīng)用領(lǐng)域和前景

外泌體的應(yīng)用前景廣闊，它們在以下領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力：

1. 皮膚修復(fù)及抗衰

研究發(fā)現(xiàn)，干細(xì)胞外泌體可以再生皮膚和強化皮膚屏障，具有卓越的抗炎與再生效果，且沒有其它副作用。干細(xì)胞外泌體或?qū)⒊蔀橹委熍Ｆぐ_、特異性皮炎等廣泛炎癥性皮膚疾病的一種有效且安全可靠的治療方法。

2. 組織損傷修復(fù)

如今，干細(xì)胞外泌體已在幾種不同類型的疾病中顯示出令人鼓舞的治療效果，包括腎損傷、心臟損傷、腦損傷和肝肺損傷等。主要機制可能是外泌體介導(dǎo)了MSC的旁分泌/自分泌機制。

還有研究結(jié)果顯示：干細(xì)胞外泌體可直接促進血管生成，改善大腦缺氧后的損傷。因此，干細(xì)胞外泌體可用于中風(fēng)治療，改善神經(jīng)預(yù)后，增加血管與神經(jīng)生成。

3. 免疫調(diào)節(jié)功能

干細(xì)胞外泌體對多種類型的免疫細(xì)胞均具有免疫調(diào)節(jié)作用，包括樹突狀細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞和巨噬細(xì)胞。

研究顯示，靜脈輸注干細(xì)胞外泌體可抑制CD4+T和CD8+T細(xì)胞的活化和浸潤，從而延長GVHD小鼠模型的存活時間，并減少多個器官的病理損傷。

隨著對外泌體研究的不斷深入，它們有望成為未來醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要工具，為治療多種疾病提供新的思路和方法。然而，外泌體的臨床應(yīng)用仍面臨一些挑戰(zhàn)，包括外泌體的提取、純化、功能化改造以及安全性評估等。未來的研究需要解決這些問題，以實現(xiàn)外泌體在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

撰寫：費桂通

審稿：周顯俊