外泌體新知識｜克服面板障礙，帶來全新美容療法！

外泌體是具有脂質雙層結構的奈米級貨物，攜帶多種生物分子，包括脂質、蛋白質和核酸。

這些小囊泡由大多數型別的細胞分泌以相互交流。由於外泌體透過體液迴圈，它們不僅可以將資訊傳遞給本地細胞，還可以傳遞給遠端細胞。

因此，外泌體被認為是各種治療的潛在生物標誌物

。

最近，研究表明外泌體對面板老化、特應性皮炎和傷口等面板缺陷有療效

。

此外，正在研究將外泌體用作商業化面板治療產品的重要成分。

近期科學家Gi Hoon Yang， Yoon Bum Lee， Donggu Kang等在

Biomaterials Research

發表了標題為

Overcome the barriers of the skin： exosome therapy的綜述，旨

在闡明外泌體具有多種有益於面板組織再生的能力，以及外泌體在面板科領域的巨大應用潛力。

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細胞外囊泡與外泌體

在 2000 年代初期，間充質幹細胞療法已成為治療各種缺陷和疾病的替代方法。間充質幹細胞 （MSCs） 廣泛用於臨床試驗，不僅因為它們的多能性，而且因為它們易於從各種成人組織（如面板、胎盤、臍帶血、臍帶組織、脂肪組織、牙髓）中獲取、擴充套件和分離、睪丸和大腦。

最新的一些研究表明，MSCs 本身並不參與治療過程。注入缺陷部位的幹細胞顯示出低細胞活力，並且細胞數量較少傾向於與宿主組織中的受體細胞融合。

相反，最近的研究表明，MSCs 的治療功效透過釋放生物分子是有益的。這些生物活性因子由細胞以被稱為細胞外囊泡 （EV） 的微米到奈米級顆粒的形式分泌。

細胞外囊泡包含脂質、蛋白質和核酸形式的訊號，這些訊號可以在參與調節生理和病理活動的細胞之間交換。根據顆粒的大小，細胞外囊泡可分為外泌體（40 到 100nm）、微泡（150 到 1000nm）和凋亡小體（>1000nm。

此外，釋放機制不同，其中微泡直接從細胞膜釋放，而外泌體透過多泡體（MVB）和質膜的融合釋放。

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外泌體的歷史

外泌體的第一次觀察早在 1960 年代，當時人們知之甚少。在 1980 年代後期獲得了更多關於外泌體的發現。在對綿羊網織紅細胞成熟的研究中，揭示了外泌體形成的機制。

研究表明，小囊泡在內體內部形成，然後在胞吐過程中釋放到細胞外環境中。多年後，一項研究提出，外泌體是包含 mRNA 和 microRNA （miRNA） 的小型穿梭機，可實現遠端遺傳通訊。從那時起，外泌體在各種治療領域揭開了新的正規化。

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用於治療應用的外泌體

對於外泌體在治療應用中的使用，高提取效率和高質量外泌體的大規模生產至關重要。為了實現這一點，上游（細胞培養）和下游（分離）製造過程非常重要。

外泌體的大規模生產很大程度上依賴於細胞培養技術。當前的放大製造系統基於二維細胞培養方法，包括多層燒瓶工藝。各種研究表明，與基於 2D 的培養相比，基於 3D 的細胞培養導致顆粒數量增加並提高了質量。基於 3D 的細胞培養方法的一些示例包括使用 3D 支架、生物反應器和球體。

為了獲得高質量的外泌體，分離技術應提供高產率和高純度。不同的隔離技術，包括基於 UC、PT 和 CT 的方法。在這裡，PT（ExoQuick、Total Exosome Isolation Reagent 和 Exo-PREP）和 CT （qEV） 方法已上市。

因此，當使用 qEV 隔離時，獲得了最小的 EV。然而，qEV 的 EV 數量最少，而 UC、Exo-PREP 和 ExoQuick 提供的 EV 數量最多。在蛋白質含量方面，Exo-PREP 提取物的含量最高。另一方面，qEV 分離導致蛋白質含量最低。該研究小組還發現，在肺上皮損傷模型中使用分離的 EV，細胞存活率是劑量依賴性的。此外，其他研究還表明，外泌體的再生作用被發現是劑量依賴性的。

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外泌體的適用性

由於它們的各種益處，外泌體已廣泛用於各種治療應用。外泌體具有內在攜帶包括蛋白質、DNA 和 RNA 在內的生物分子的能力。因此，根據細胞型別，我們可以獲得具有不同治療能力的外泌體。例如，心臟祖細胞分泌的外泌體阻止心肌細胞抵抗與氧化應激相關的細胞凋亡。

另一項研究表明，真皮乳頭細胞衍生的外泌體促進了毛囊的發育。此外，外泌體可以作為藥物輸送系統（DDS）的貨物。外泌體具有極低的免疫原性和高血液相容性。外泌體的精確靶向是有利於在 DDS 中使用的另一個優勢。此外，它們在體液中高度穩定，容易與受體細胞融合。

最後，外源性藥物可以載入到外泌體中以靶向特定疾病。目前科學家已成功地將癌症相關的 miRNA，let7c-5p 載入到人胚胎腎 293T （HEK293T） 細胞衍生的外泌體中，用於乳腺癌治療 。由於這些原因，外泌體已顯示出治療各種疾病的潛力。

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面板治療和再生面板組織

面板是人體最大的器官，充當外部和內部環境之間的保護屏障。這種感覺器官還負責調節體溫和釋放到環境中的水分。面板厚度取決於身體區域，例如眼睛下方、手掌、上背部等。從解剖學的角度來看，人體面板具有由三層組成的複雜結構：表皮、真皮和皮下組織。

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面板治療的必要性

隨著生活的進步，面板的物理變化是證明機體衰老的第一個觀察結果。自古以來，人們一直致力於透過抗衰老治療來改善面板質量。

在當今，面板是社會生活中的重要組成部分，可以增強自尊和自我一致性。因此，醫美和化妝品行業引入了各種抗衰老治療方法。

面板老化是由外在因素（環境因素：紫外線照射、空氣汙染、吸菸和營養缺乏）和內在因素（細胞和激素變化）決定的，這些因素會導致功能喪失和再生潛力。

尤其是，內在的面板老化是一個時間依賴和不可避免的過程。損害面板的因素之一是活性氧 （ROS） 的形成，它加速了面板的老化過程。

結果，由於角質形成細胞萎縮，表皮層變薄。這會導致水分流失，增加面板的乾燥和粗糙度。

另一個因素是加速端粒磨損，縮短端粒，導致面板老化。端粒是保護染色體末端的蛋白質-DNA結構，避免末端DNA序列的丟失。隨著端粒隨著時間的推移而縮短，細胞變得衰老。細胞衰老引起面板不同層的變化，加劇面板老化。然而，防止端粒縮短可能會產生嚴重的後果，例如癌症的形成。

此外，包括膠原蛋白和彈性蛋白在內的細胞外基質 （ECM） 成分由於基質金屬蛋白酶 （MMP） 表達增加而減少，從而導致結構完整性喪失（拉伸強度和彈性降低）。

相應地，真皮和表皮之間的連線減少導致面板變薄。因此，在老化的面板中觀察到皺紋的形成。所有這些因素都會逐漸改變面板的細胞內環境，導致面板形態發生變化。

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傷口癒合

面板具有自我修復能力，能夠透過一系列事件來治癒傷口：（1）體內平衡，（2）炎症，（3）增殖，和（4）組織重塑。這是一個連續過程，直到它被中斷、異常或延長，導致傷口癒合延遲或形成慢性傷口。

該過程始於第一階段的體內平衡，其特徵是傷口部位的血管收縮和纖維蛋白凝塊形成。在此步驟中，目的是防止失血保護血管系統。之後，傷口癒合相關分子（轉化生長因子（TGF）-β、血小板衍生生長因子（PDGF）、成纖維細胞生長因子（FGF）和表皮生長因子（EGF））從凝塊和周圍組織中釋放出來，吸引中性粒細胞、巨噬細胞、內皮細胞和成纖維細胞啟動炎症反應。

在下一階段，包括成纖維細胞和內皮細胞在內的細胞參與膠原蛋白的合成、毛細血管生長支援和傷口部位肉芽組織的形成。最後，傷口癒合過程經歷了肉芽組織長成無血管瘢痕的重塑階段。然而，延遲或中斷傷口癒合過程會導致面板疤痕形成。雖然面板修復的潛在機制是眾所周知的，但目前還沒有明確的治療方法。