美國抗衰老和再生醫學學會主席Ronald Klatz博士曾說：“許多科學家現在相信外泌體是干細胞技術的下一個發展方向”。

近年來，干細胞行業因其在再生醫學和組織修復中的潛力而備受關注。隨著研究的深入，一個新興的概念——外泌體，逐漸從干細胞的光環中脫穎而出，這些曾經被視為細胞廢棄物的微小囊泡，現在被科學家們認為是細胞間通訊的重要媒介，具有調節細胞功能和參與疾病進程的能力，從而被認為開辟干細胞技術的新篇章。

什么是外泌體？

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

1983年，外泌體首次于綿羊網織紅細胞中被發現，1987年Johnstone將其命名為“exosome”。最初被認為是細胞的“垃圾”，此后發現，外泌體是具有功能活性并可進行細胞間信息傳遞的分泌微囊泡。2013年的諾貝爾生理學醫學獎授予美國科學家詹姆斯·羅斯曼、蘭迪·謝克曼和德國科學家托馬斯·蘇德霍夫，以表彰他們在發現細胞囊泡運輸系統及其運行調節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容物，使外泌體能夠在組織中長距離移動。干細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“無細胞的細胞治療”工具。

外泌體的作用多樣，包括促進細胞增殖、遷移、分化和組織修復，以及調節免疫反應和炎癥過程。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，影響鄰近或遠處細胞的狀態。

基因調控：外泌體中的miRNA和mRNA可以被受體細胞吸收，參與基因表達的調控。

免疫調節：外泌體可以影響免疫細胞的活性，參與抗炎和免疫抑制過程。

組織修復：外泌體通過促進細胞增殖和分化，參與損傷后的組織修復。

外泌體與干細胞的不同

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

外泌體相對于干細胞的優勢

與干細胞相比，外泌體具有一些獨特的優勢：

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

低免疫原性：外泌體不是細胞，僅作為載具，外膜的表層上呈現較少的抗原，免疫系統難識別，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胞結合，實現對特定細胞或組織的靶向作用，同時可以攜帶多種生物活性分子，實現多種生物學功能的調控。

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

外泌體的應用領域和前景

外泌體的應用前景廣闊，它們在以下領域展現出巨大的潛力：

1. 皮膚修復及抗衰

研究發現，干細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。干細胞外泌體或將成為治療牛皮癬、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

如今，干細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了MSC的旁分泌/自分泌機制。還有研究結果顯示：干細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，干細胞外泌體可用于中風治療，改善神經預后，增加血管與神經生成。

3. 免疫調節功能

干細胞外泌體對多種類型的免疫細胞均具有免疫調節作用，包括樹突狀細胞、T細胞、B細胞和巨噬細胞。研究顯示，靜脈輸注干細胞外泌體可抑制CD4+T和CD8+T細胞的活化和浸潤，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學領域的重要工具，為治療多種疾病提供新的思路和方法。然而，外泌體的臨床應用仍面臨一些挑戰，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，以實現外泌體在醫學領域的廣泛應用。

撰文：費桂通

審核：周顯俊

圖片：來源于網絡

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