|
近些年，我国科学家在干细胞领域的很多方面都取得了很大的进展，尤其是间充质干细胞是目前临床试验中广泛使用的细胞类型。多个研究证明，间充质干细胞在再生医学中发挥作用在很大程度上是由其旁分泌主导而实现的。 间充质干细胞（MSC）在再生医学中发挥作用在很大程度上是由其旁分泌主导而实现的，随着研究者们的深入研究，逐渐发现旁分泌机制的重要调控作用，而外泌体作为旁分泌机制中的重要活性物质被越来越多的实验证明在MSC修复损伤组织和组织再生方面起到关键作用。 什么是外泌体 外泌体是一类特殊的细胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs），是内源性产生的膜结合囊泡，其直径为40-150 nm，密度为1.09-1.18 g/mL。其内包含各种分子，可根据细胞起源和生物发生而分为微囊泡、外泌体和凋亡小体（见图1）。 图1：微囊泡、外泌体和凋亡小体形成机制示意图 过去，细胞外囊泡一直被认为是细胞废弃物，直到近些年才逐渐引起研究者们的兴趣。它们的来源、大小和内容物各有所区别[1]，其中外泌体(Exosome)是一种存在于细胞外的多囊泡体，可通过细胞内吞泡膜向内凹陷形成多泡内涵体，内涵体与细胞膜融合后释放其中的小囊泡。此过程可将腔内囊泡释放到细胞外的环境中[2]。 1987年，JOHNSTONE等[3]在网织红细胞的成熟过程中发现它的存在并命名为“外泌体”。它是具有特异脂质、蛋白、信使RNA(mRNA)和微小非编码RNA (miRNA)的微小膜性囊泡结构[4]，其大小均一，直径为40-100 nm，密度为1.10-1.18 g/mL。外泌体可由血小板、树突状细胞、淋巴细胞、间充质干细胞和肿瘤细胞等多种类型细胞主动分泌释放，在大多数体液以及细胞上清中都能被检测到[5-7]。 外泌体的功能 01 清除废弃物质 研究发现外泌体可将网织红细胞成熟过程中多余的转铁蛋白受体清除[8]。红细胞成熟过程中会释放外泌体，外泌体中富含大量转铁蛋白受体，而转铁蛋白受体可通过与热休克同源70 kD蛋白相互作用而从红细胞表面消失。 02细胞间传递信息 细胞间的交流是多细胞生物中的关键过程，外泌体是细胞交流过程中传递信息的一种关键物质。 03 调节免疫反应 外泌体的体积微小，因此不易被机体免疫细胞识别和清除而表现出低免疫状态，因此外泌体可以刺激或调节抗原特异性免疫反应。 04 作为肿瘤治疗疫苗 癌症治疗需要具有低免疫原性和毒性的靶向药物递送载体，利用抗癌药物治疗肿瘤是抑制肿瘤的重要方法之一。通过靶向配体修饰的外泌体可治疗性地将药物递送至肿瘤，因此在临床应用中具有巨大的潜在价值。 近年来，间充质干细胞来源外泌体已被鉴定为细胞间信息交流的潜在载体，外泌体相关的科学研究正在再生医学领域中大放光彩，关于外泌体在相关疾病中的组织修复作用的研究也有了突飞猛进的发展。 外泌体在组织修复中的作用 01 皮肤损伤修复 皮肤伤口通常需要精细组织修复，愈合不良会产生瘢痕，若发生坏死，不仅会破坏皮肤的屏障功能，而且对疼痛、温度和触感的感知也会发生变化。 外泌体可以减少Ⅰ型胶原蛋白沉积，抑制皮肤伤口愈合过程中肌成纤维细胞的分化从而减少瘢痕形成促进皮肤伤口的愈合。 02 骨损伤修复 骨损伤的愈合是一个涉及一系列生理活动的复杂过程，骨折部位的各种干细胞增殖和分化在愈合中起着至关重要的作用。 外泌体中CD73介导的AKT和ERK信号传导的腺苷活化促进软骨修复过程中细胞迁移、增殖和基质合成；可显著增加软骨细胞的数量，使软骨缺损得以愈合。 03 心血管损伤修复 尽管目前医疗水平已有了飞速发展，但心血管疾病的发病率和死亡率仍然很高，且预后不佳。 外泌体可促进人脐静脉血管内皮细胞增殖、迁移及管样结构形成，并可在体内促进血管新生，可用于组织工程血管的构建。 04 肌肉损伤修复 肌组织的再生受到一系列因素的精细调控，包括细胞内在转录因子、信号通路和外界的微环境。 外泌体通过促进C2C12细胞的增殖和分化使肌肉形成和血管生成增加，加速组织肌肉再生，增强血管生成并减少纤维化。 05 牙周组织损伤修复 牙周组织是由牙周膜、牙槽骨、牙骨质和牙龈组成的复杂结构，如果管理不善或得不到治疗，该病通常会导致牙周支持组织缺损并最终发生牙齿脱落。 外泌体可促进牙周膜干细胞的体外增殖和成骨分化，从而促进牙周组织缺损的再生修复。 展望 外泌体作为再生医学研究的焦点，得到人们越来越多的重视，大量实验也围绕它而展开。在外泌体研究方面，尽管仍有许多未知领域有待去开拓，但作为一项有效、安全、便宜的治疗方式，其更利于制造、储存、调配、保护，更具有生物活性，对组织损伤修复极具治疗前景，外泌体将会逐渐被应用于临床及进一步的转化医学中。 |
|
|
