隨著人類的進步和發展,越來越多前沿科學研究正在走進人們的日常生活,不斷為人們所知、不斷為人們所用。
近幾年,一類納米尺寸的細胞囊泡——外泌體(exosome)受到了科學家們的廣泛關注。雖然它們根本不是細胞,僅僅是細胞器,但在我們體內所有細胞的交流和恢復活力方面發揮著重要作用。
年齡、慢性疾病、環境因素和遺傳疾病會干擾我們的干細胞與其他細胞的溝通,從而破壞愈合過程,而外泌體在這些交流過程中起著極為關鍵的調節作用。同時,外泌體相當于細胞的生理和病理狀態的一面 "鏡子",為我們提供了許多關鍵信息。
1.什么是外泌體
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外泌體(exosomes)是一種直徑大約為50-150nm,具有脂質雙層膜結構的微小囊泡,外泌體可由大部分細胞分泌,進入各種體液內。外泌體中包含細胞的許多成分,包括DNA、RNA、脂質、代謝物以及胞質和細胞表面蛋白。
細胞外囊泡(Extracellular Vesicles,EV)是機體遠距離細胞間交流的一種手段。關于外囊泡來源和命名存在著很多混淆。目前主要被分為3大類:外泌體、微泡和凋亡小體。臨床研究中主要關注的是外泌體和微泡.
目前的研究表明,細胞生成外泌體的生理目的是外泌體可能從細胞中清除過量和/或不必要的成分,以維持細胞內穩態。此外,外泌體也廣泛參與機體免疫應答、抗原呈遞、細胞分化、腫瘤生長與侵襲等各種生物過程。尤其在腫瘤發生發展過程中,由腫瘤細胞或腫瘤微環境中的基質細胞分泌的外泌體作為這種細胞間通訊的重要介質,在癌細胞的持續生長、侵襲和轉移中起到重要作用。
2.外泌體與衰老
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最初大家認為,外泌體僅僅具有廢物處理功能,幫助細胞把“屎尿屁”排泄出去(不需要的廢物挪出)細胞外,然而人體排泄出尿液中都含有干細胞、大便中也含有益生菌,外泌體的價值是否也被低估了呢?最近科學家們漸漸意識到,外泌體可能也是細胞間交流的一種媒介。
外泌體不僅是蛋白質的載體,也是核酸[DNA、mRNA轉錄物、miRNA和非編碼RNA(ncRNAs)]在細胞間的載體,可能影響目標細胞的基因表達。而科學家們的研究表明,病理蛋白聚集物,包括Aβ、tau和α-synuclein,是與外泌體一起從腦細胞中釋放出來的。也就是說,外泌體可有助于闡明神經退行性疾病的分子機制,并且有望成為一種疾病監測的生物標志物。
3.外泌體在免疫細胞中發揮調節作用
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在《轉化醫學年鑒》雜志上的一篇文章中,作者Beverlie Baquir和Robert E. W. Hancock指出 "間充質干細胞(MSCs)對免疫系統的調節有深遠的影響"。Baquir和Hancock指出,間充質干細胞在調節免疫系統方面發揮著關鍵作用,——"以與外泌體關聯的旁分泌的方式(細胞間交流)"。外泌體還在免疫系統細胞的功能中發揮作用,如樹突狀細胞(DCs)和T淋巴細胞(T細胞),它們可以吸收和分泌外泌體。眾多研究還表明,外泌體富含蛋白質和RNA,包括mRNA和microRNA。這進一步支持了外泌體的免疫促進能力,因為人們普遍認為microRNA有助于調節免疫反應。Baquir和Hancock還指出,一些研究表明,microRNA有助于調節與癌癥、心臟病和敗血癥有關的受體細胞的功能。
4.外泌體的應用場景
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研究發現,由干細胞衍生出的外泌體,已經顯示出顯著的再生能力,用于修復機體的老化組織中很有前景。已有研究證明它們能影響細胞的自我愈合,并且在消除細胞毒素方面具有一定作用。
目前,外泌體療法最常見的應用場景是皮膚美容。人類皮膚會隨著時間的推移、皮膚重要成分的再生能力減弱,從而出現衰老的物理跡象(例如皺紋、色斑等)。外泌體可以在細胞水平上發揮作用,促進皮膚細胞再生。
在臨床前研究中,發現外泌體可有效地用于延遲皮膚老化。能促進成纖維細胞的再生。成纖維細胞對保持皮膚的彈性和強度至關重要。雖然尚未對人類進行研究,但在部分西方國家,外泌體已經被用于抗衰老診所的面部護理項目中,市面上也有含外泌體的保濕劑。
一些醫美機構提供微創的面部服務,利用微針和外泌體產品(外泌體、生長因子、透明質酸和微RNA),幫助刺激愈合和再生新皮膚。聯合皮膚填充劑(玻尿酸)在面部護理和拉皮手術中使用,以幫助提升和豐滿下垂的皮膚,美容師可以使用微針注射方式將外泌體產品移植到問題皮膚區域。
在治療過程中,常使用外泌體注入受損組織來實現細胞再生。一般使用的外泌體產品包含從人類捐贈者圍產期組織中的間充質干細胞(MSCs)或基質細胞分離中獲得。這類來源的外泌體產品包括生長因子、透明質酸和微RNA,以及細胞因子和趨化因子(兩種支持細胞信號傳導的蛋白質),它們共同幫助組織愈合和再生。
小結:目前外泌體抗衰主要在皮膚美容
外泌體被譽為細胞治療的下一個前沿領域。雖然它們根本不是細胞,僅僅是細胞器,但在我們體內所有細胞的交流和恢復活力方面發揮著重要作用。
年齡、慢性疾病、環境因素和遺傳疾病會干擾我們的干細胞與其他細胞的溝通,從而破壞愈合過程,而外泌體在這些交流過程中起著極為關鍵的調節作用。
同時,外泌體相當于細胞的生理和病理狀態的一面 "鏡子",為我們提供了許多關鍵信息。
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