外泌体大揭秘

外泌体大揭秘

外泌体是膜质细胞外囊泡，直径范围为30-200nm。已发现外泌体由大多数细胞类型分泌，包括免疫细胞（B细胞、T细胞、肥大细胞、树突状细胞）、神经元细胞、上皮细胞、内皮细胞、胚胎细胞、癌细胞和间充质干细胞（MSC）。术语“细胞外囊泡”广泛包括几种类型的囊泡，包括外泌体、微囊泡和凋亡小体。然而，“外泌体”一词特指在细胞内的多泡体（MVB）内形成的囊泡。外泌体从其来源携带重要信息和大分子，因此在细胞间通讯中起着重要作用。这些大分子由多种蛋白质、酶、转录因子、脂质、细胞外基质蛋白、受体和核酸组成，可以在外泌体表面的内部和外部，几乎所有体液中均在健康和疾病条件下检测到外泌体，包括尿液、血液、血清、母乳、羊水、脑脊液、恶性腹水、唾液、胆汁和淋巴液。

 （图片出处：National Library of Medicine；doi: 10.3390/cells10081959）

典型的外泌体：人体局部和远处细胞之间具有多效性功能的强大通信系统。外泌体是一种细胞外囊泡，由携带治疗有效载荷（包括蛋白质、核酸、脂质、酶和代谢物）的 MSC 等细胞分泌。

 （图片出处：National Library of Medicine；doi: 10.3390/cells10081959）

外泌体和干细胞的来源：几乎所有体液中都检测到外泌体，包括羊水、尿液、脑脊液、血液、血清、母乳、恶性腹水、唾液、胆汁等。间充质干细胞是非造血、多能的成体干细胞，可以从骨髓、脐带、胎盘组织、脂肪组织、牙髓、神经元、皮肤、母乳等中分离出来。

Pan和Johnstone在研究绵羊网织红细胞进入红细胞的成熟机制时首次发现了外泌体。研究人员发现了一种从网织红细胞释放的囊泡（后来命名为“外泌体”），含有网织红细胞来源的脂质、蛋白质和酶。外泌体最初被认为是细胞碎片或垃圾处理，被认为是细胞死亡的迹象。自发现以来，已经进行了广泛的研究以确定外泌体的生物学，功能和潜在的临床用途。现在已经确定，外泌体由供体细胞释放到细胞外环境中以执行多种生物学功能，包括细胞内通讯以及亲本细胞与周围细胞之间遗传物质和蛋白质的交换。外泌体在癌症免疫治疗中用作脂质体介导的药物递送的替代品时，其临床重要性已被确定。外泌体由于其microRNA和mRNA含量，也是一种很有前途的生物基因递送系统。然而，外泌体仍有许多方面尚未完全理解或表征。例如，由于癌症治疗的许多潜在靶标是肿瘤特异性生物标志物，因此研究外泌体表面存在的生物标志物对于开发肿瘤靶向疗法至关重要。这些微小的神奇囊泡在帮助基因传递、疾病诊断、细胞内通讯、药物递送和生物标志物驱动疗法方面的巨大潜力已逐渐引起研究人员的注意。

干细胞疗法在治疗疾病方面越来越有动力，近年来所做的许多研究都集中在应用MSCs的潜在意义上。间充质干细胞是非造血、多能的成体干细胞，可以从许多生物来源中分离出来，包括骨髓、脐带、脂肪组织、脑、脾、肾和肝脏。间充质干细胞可分化为脂肪细胞、软骨细胞和骨细胞，以及内胚层（肝细胞）和外胚层谱系（神经细胞）。除了机械分化特性外，间充质干细胞还分泌外泌体和生物分子，包括细胞因子、趋化因子和生长因子。尽管初步报道表明间充质干细胞可能在组织修复中起关键作用，但研究表明，间充质干细胞在受损组织区域的存活率低，移植潜力低，限制了间充质干细胞在组织修复中的有效性。进一步的研究表明，MSCs在修复中的应用有益作用可归因于旁分泌信号传导，其中包括分泌的囊泡，如外泌体。有趣的是，一些研究表明，在各种损伤和疾病模型中，MSC分泌的外泌体可以取代基于MSC的干细胞疗法。例如，MSC衍生的外泌体（MSC-Exos）已被证明在伤口愈合和心肌梗死。特别是，研究表明，胎盘脐带MSC分泌的外泌体在伤口愈合和组织再生中起重要作用。同样，在过去的几十年中，研究表明MSC-Exos可以在各种情况下产生有利的效果，包括神经，呼吸，软骨，肾脏，心脏和肝脏疾病，骨骼修复和癌症。

 （图片出处：National Library of Medicine；doi: 10.3390/cells10081959）

MSC衍生的外泌体方法：MSCs分离，外泌体生物发生，外泌体分离的图形表示。以及外泌体在再生医学中的治疗应用。

简而言之，MSC-Exos可以通过运输外源性化学物质和生物分子来作为无干细胞再生医学的智能药物递送方法。与合成纳米颗粒、脂质体、单分子和细胞相比，MSC-Exos 具有许多潜在的治疗优势。这源于它们新颖的有益特性，例如更小的尺寸、更低的复杂性、缺乏细胞核（从而防止肿瘤转化）、更高的稳定性、更容易生产、更长的保存时间、以及加载蛋白质、小分子或RNA以递送生物分子的潜力。MSC-Exos还可以被修饰以显示不同的抗体或表面受体，以将治疗有效载荷转移到特定的器官，组织和细胞。此外，MSC-Exos承载多种类型的生物分子，使它们能够同时参与各种治疗方法，这是传统小分子无法实现的。