干細胞外泌體

2013年諾貝爾生理學(xué)或醫學(xué)獎頒給了美國科學(xué)家羅思曼、謝克曼以及德國科學(xué)家祖德霍夫，以表彰他們發(fā)現細胞的囊泡運輸調控機制。

美國抗衰老醫學(xué)研究會(huì )主席Klatz博士稱(chēng)：“外泌體是干細胞技術(shù)的下一個(gè)發(fā)展方向”。

近年來(lái)，生物醫學(xué)領(lǐng)域上，干細胞在防癌抗癌、延緩衰老、組織再生等方面發(fā)揮著(zhù)巨大的潛力，成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。隨著(zhù)研究的不斷深入，新的風(fēng)口再次出現，它那就是——外泌體。

什么是外泌體？

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1983年，外泌體首次于綿羊網(wǎng)織紅細胞中被發(fā)現，1987年Johnstone將其命名為“exosome”。

發(fā)現之初，這種物質(zhì)一直被當作細胞的廢棄物。而現在，外泌體作為細胞間通信載體的作用已被科學(xué)界普遍接受。

外泌體是指包含了復雜 RNA 和蛋白質(zhì)的小膜泡 (30-150nm)?，F今，其特指直徑在40-100nm的盤(pán)狀囊泡。外泌體中含有豐富的蛋白質(zhì)和遺傳物質(zhì)DNA以及RNA等。它的存在，就像是生物界的郵差，可以在細胞間運輸和轉移生物活性分子，是細胞間通訊交流的載體。

生物界的郵差

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人體內多種細胞在正常及病理狀態(tài)下均可分泌外泌體，包括干細胞、免疫細胞、內皮細胞、血小板及平滑肌細胞等。

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(cháng)距離移動(dòng)。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(wú)細胞的細胞治療”工具。

干細胞來(lái)源的外泌體可通過(guò)囊泡，將干細胞的精華部分——mRNA、miRNA、IncRNA及蛋白質(zhì)等生物活性物質(zhì)，打包運出干細胞體外。通過(guò)“細胞間高速公路”來(lái)“快遞”到人體各個(gè)組織內。

干細胞外泌體與干細胞的區別

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與干細胞不同的是：干細胞外泌體對受損的微環(huán)境不響應，但它可以通過(guò)改變細胞外基質(zhì)，改變受體細胞的轉錄組和蛋白質(zhì)組，來(lái)調節細胞凋亡，生長(cháng)，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(jìn)血管生成、抑制纖維化、提高組織修復潛力等重要生物學(xué)功能，在調控組織再生方面存在良好的臨床應用前景。

干細胞外泌體的優(yōu)點(diǎn)

體積小/Small volume

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。

免疫反應程度低/Low immune response

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。

可穿透血腦障壁/Can penetrate

體積小加上脂質(zhì)外膜的特性，使其可以通過(guò)血腦障壁，抵達腦部組織。

干細胞外泌體大有可為

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01

皮膚修復及抗衰

臨床上，干細胞外泌體主要治療燒傷、燙傷、皮膚潰瘍、再生健康皮膚。在護膚方面，主要是對外傷受損、衰老、激素皮膚進(jìn)行修復，全面調理皮膚、改善膚質(zhì)，令肌膚恢復年輕、健康的狀態(tài)。

近期，韓國生物研究所發(fā)表了一項關(guān)于脂肪干細胞外泌體的研究。該研究由皮膚屏障學(xué)領(lǐng)域的世界權威人物Peter M. Elias UCSF(University of California San Francisco)教授研究組和翰林大學(xué)教授樸京勛等成員共同完成。確定了干細胞外泌體對于恢復受損皮膚以及保護皮膚屏障的作用機制。

研究發(fā)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(méi)有其它副作用。

此項研究還表明了，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。

02

組織損傷修復

如今，干細胞外泌體已在幾種不同類(lèi)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。

科學(xué)人員對20例慢性腎臟病患者進(jìn)行的Ⅱ/Ⅲ期臨床研究表明：臍帶外泌體（輸注2次，相隔1周）可改善腎小球濾過(guò)率、血肌酐水平、血尿素和尿白蛋白肌酐比值。伴隨著(zhù)TGF-β1、IL-10水平明顯升高和血漿TNF-α水平顯著(zhù)下降，沒(méi)任何副作用。

還有研究結果顯示：干細胞外泌體可直接促進(jìn)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(fēng)的治療，改善神經(jīng)預后，增加血管與神經(jīng)生成。

03

免疫調節功能

干細胞外泌體對多種類(lèi)型的免疫細胞均具有免疫調節作用，包括樹(shù)突狀細胞、T細胞、B細胞和巨噬細胞。

在萬(wàn)海細胞的研究顯示，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(cháng)GVHD小鼠模型的存活時(shí)間，并減少多個(gè)器官的病理?yè)p傷。

干細胞在人類(lèi)健康以及抗衰老等領(lǐng)域所發(fā)揮出來(lái)的潛能，令人驚嘆。而干細胞外泌體，作為干細胞與其它組織細胞相互交流信息的載體，儼然會(huì )成為生物醫學(xué)研究的新風(fēng)口之一。

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