幹細胞外泌體：再生醫學領域的新星

2013年的諾貝爾生理學或醫學獎授予了美國科學家羅思曼、謝克曼以及德國科學家祖德霍夫，表彰其在細胞間囊泡運輸調控機制領域作出突出貢獻。

諾獎的肯定也使得細胞分泌的胞外囊泡及其生理學功能成為熱點，得到廣泛的研究。美國抗衰老醫學研究會主席Klatz博士稱：“

外泌體是幹細胞技術的下一個發展方向

”。

那麼，這個令科研者們趨之若鶩的幹細胞外泌體，究竟是何方神聖？它又能夠給人們帶來些什麼？

幹細胞外泌體

外泌體（exosome）是一類

直徑30-150nm的具有完整膜結構的細胞外囊泡

，主要

負責細胞間的物質運輸和資訊傳遞

。從製藥角度來看，外泌體是內源性脂質奈米顆粒（LNP），由真核細胞產生，被雙層脂質膜包裹。

作為細胞間的一種通訊方式，

人體幾乎所有型別的細胞都能分泌外泌體

，外泌體廣泛存在並分佈於各種體液（例如

血液、唾液、尿液、腦脊液和乳汁

中）中，攜帶多種蛋白質、mRNA、miRNA和脂質類物質等。不同的外泌體在成分上有細微的差別，體現了細胞對外泌體形成控制的精密。

幹細胞可以透過

旁分泌

的作用來分泌外泌體，幹細胞外泌體與幹細胞具有相似的生物學效能，但幹細胞外泌體更加安全穩定高效，具有更強而複雜的訊號分子轉運和調控能力，

在無細胞移植治療的情況下，幹細胞外泌體為實現組織再生、組織修復提供了新策略、新方法。

幹細胞外泌體的優點

安全性高

易儲存運輸

無倫理爭議

作用快、效率高

而作為幹細胞中的重要一員，

間充質幹細胞具有自我更新、多向分化、免疫調節、可分泌多種活性物質等特點，是組織再生的重要幹細胞群

。

2010年，Reunn等人首次報道了

MSCs培養基中具有心肌保護功能的成分是

間充質幹細胞釋放的外泌體，

它是由膽固醇、鞘磷脂和磷脂醯膽鹼組成的磷脂囊泡。

相關進展

幹細胞外泌體

可促進創面區域性巨噬細胞從促炎M1向抑炎M2型轉變從而有助於組織修復

，抑制肌成纖維細胞分化和過度纖維化，減少瘢痕形成。

越來越多的研究表明

間充質幹細胞外泌體在組織損傷修復中可能發揮關鍵作用

。間充質幹細胞可

透過

旁分泌效應

將攜帶細胞因子和核酸等訊號的外泌體傳遞至鄰近的目標細胞，

促進損傷部位修復

。

2018年5月

FDA批准了首個細胞外囊泡新藥臨床試驗申請，用於燒傷患者的臨床試驗。透過分離純化MSCs分泌的細胞外囊泡，用以治療嚴重的面板病，包括燒傷和大皰性表皮鬆解症。

2019年6月

United Therapeutics宣佈其基於外泌體治療支氣管肺發育不良（BDP）的I期試驗獲批開展。

2020年1月

Exopharm宣佈：其在人類臨床試驗中的首次給藥，成為首家測試外泌體對傷口癒合能力的公司。Exopharm的Plexaris產品是無細胞的血小板外泌體制劑，在臨床前動物研究中，改善了傷口閉合，並減少了疤痕。

可應用方向

除了用於組織損傷修復，外泌體還可以被用於抗衰老、藥物遞送等眾多方面：

腫瘤診斷

01

外泌體存在於眾多細胞體液和間質中，被認為是疾病診斷的無創或微創生物標誌物，

具有檢測包括癌症在內的許多病理狀況的潛力

。

在液體活檢中主要分析迴圈腫瘤細胞（CTC）、遊離DNA（cfDNA）和外泌體。外泌體

因穩定性高並易於從尿液或血液中收集，是開展液體活檢的最佳選擇

。

藥物遞送

02

外泌體

具有獨特的生物學特徵，可作為藥物遞送載體

。其

奈米尺寸和柔韌性

使之能夠

跨越主要的生物屏障

，如血腦屏障（BBB）等，是天然存在的外分泌型膜囊泡，

毒性較低，人體耐受性很好

。

面板抗衰老

03

外泌體在延緩肌膚老化上也表現出色，當它進入真皮層時，可

自動釋放營養物質、刺激細胞遷移、增強抗氧化酶的活性、修復紫外線導致的細胞衰老、促進膠原蛋白的生成

等，

持續改善細胞的生活環境，修復細胞代謝異常，使肌膚變得富有光澤且有彈性。

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腫瘤免疫療法

04

腫瘤來源的外泌體可攜帶抗原，並已被用作針對腫瘤的免疫反應的特異性刺激來源。腫瘤來源的外泌體也表現出

強烈的促腫瘤免疫反應

，

在癌症治療中

可同時發揮免疫啟用和免疫抑制功能。

結語

目前，間充質幹細胞來源的外泌體已被研究證實其具有組織損傷修復等作用，隨著再生醫學的不斷髮展，相信在未來，幹細胞外泌體會為人們帶來更多好訊息。