干细胞可以说是近年来生物医学领域内一个关注度居高不下的热点,它在人类疾病的改善、衰老的延缓、组织的再生等方面发挥着巨大的潜力。在诸多的干细胞研究进展的报道中,有一个名词常常出现,那就是外泌体。
最近几年,外泌体研发持续升温,全球科研团队纷纷扎堆此领域,有关外泌体的研究方向的文章陆续发表在Science、Nature等各大顶级期刊上。这些研究成果证实了外泌体在对抗衰、修复、抑制炎症、美容等方面,都具有非常显著的功效;在治疗多类疾病、修复身体机能上,也占有不可小觑的地位。
美国抗衰老医学研究会主席Klatz博士称:“外泌体是干细胞技术的下一个发展方向”。
外泌体(英文名Exosome)是由细胞分泌的微小囊泡,直径30-150nm,仅相当于人类头发直径的百万分之一。其中含有细胞特异性蛋白,脂质体,复杂的RNA。存在于血液、尿液、唾液、母乳和细胞培养基等生物体液中。外泌体可以在相邻和远端细胞之间传递蛋白质和遗传信息,改变其他细胞功能,从而使细胞新生,被认为是细胞间分子交换和信息传递的生物纳米颗粒。经过不断研究,至今已经发现外泌体可以携带4563种蛋白质,1639种mRNA和764种mRNAs,194种脂类和反映细胞起源类型的代谢产物,可谓是应用前景一片光明。

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1983年,外泌体首次于绵羊网织红细胞中被发现, 1987年Johnstone将其命名为“exosome”。 2013年,美国和德国3位科学家发现“外泌体运输的调节机制”,荣获诺贝尔医学奖 2013年诺贝尔生理学或医学奖。

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随着2013年诺贝尔奖的公布,外泌体逐渐进入了公众的视线,外泌体相关研究也因此被推向了前所未有的新高潮。
多种细胞在正常及病理状态下均可分泌外泌体。外泌体的产生过程为:细胞膜内陷形成内体,在形成多囊泡体,之后多囊泡体与细胞膜融合,释放到胞外形成外泌体。不同细胞生成外泌体的速率有所差别,外泌体的大小和组分存在高度的异质性,其中组分与来源细胞有密切关系。
作为新兴研究领域,外泌体研究的技术方法正在走向标准化。国际细胞外囊泡学会(ISEV)分别在2014年和2018年发表了EVs的研究方法与质控标准。目前已经报道的外泌体提取/纯化的方法包括:超速离心法、超滤法、尺寸排阻色谱法、沉淀法、免疫亲和分离法(免疫磁珠法、微流控技术)等。

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另外,提取出的外泌体也可在实验室通过流式细胞术(FCM),原子力显微镜(AFM),蛋白免疫印迹实验(WB) ,质谱(MS),纳米粒子跟踪分析(NTA),Raman 光谱,透射电子显微镜(TEM)等方法,来进行观察和辨别。

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外泌体载药技术,跨越了传统以T细胞为介导的细胞免疫中所存在的技术屏障(肿瘤抗原的释放、抗原提呈细胞(APC)的抗原提呈、T细胞的激活、T细胞在肿瘤中的募集和渗透以及T细胞对肿瘤细胞的识别和杀伤等问题)。外泌体生成机制表明,通过分析外泌体的组分,可以帮助识别其来源的细胞类型。这一特性被用于开发心血管疾病,中枢神经系统疾病和肿瘤的分子诊断方法,也在肝,肾,肺相关疾病的诊断中得到重视。外泌体在医疗领域有着巨大应用前景,可以协助疾病的诊断和治疗,随着科技的发展,外泌体在心血管疾病、肝脏损伤修复、癌症治疗等多种疾病领域得到运用。
干细胞外泌体可以裹挟营养物质渗入细胞,参与细胞更新,在医疗美容领域主要应用于改善肤质、修复衰老以及受损皮肤,外泌体能激活多种信号通路,促进细胞新生,修复损伤,调理皮肤、改善肤质,令肌肤恢复年轻、健康的状态,在护肤领域展示出巨大应用潜力。
近年来各国科研人员对外泌体的临床研究呈现爆炸性增长,在疾病治疗中显现出巨大应用潜力,高纯度、高浓度外泌体产品的出现,将发挥其作用,为人们的健康、美丽保驾护航,以外泌体为代表的现代生物医学的进步已势不可挡。