外泌體在新興醫療的前瞻性


文/畢可明

為什麼說外泌體(Exosomes)在改善膚質、癌症治療修復皮膚,美容抗衰老以及糖尿病患者在受損皮膚等方面具有非常顯著的功效。外泌體能夠激活多種信號通路,通過調節基因的表達,促進把器官相關細胞活化、增生,進而修復損傷,在未來成為再生醫學的一種新興的修復工具,打破不可逆損傷這一修復障礙,使再生成為可能性是生物科技將技術進步已經可商品化。

外泌體:“無細胞的細胞治療”

外泌體是細胞主動向外界環境中分泌的奈米囊泡結構,通常直徑為30-100nm,含有蛋白質、脂質、mRNA等生物活性物質它不是新名詞。外泌體一旦通過「胞吐作用」從幹細胞中釋放,複雜的混合因子能作為信號分子傳遞給其他細胞,從而改變其他細胞的功能。

外泌體包裹在脂質雙層膜中,在雙層膜的保護下外泌體能夠進行長距離移動。外泌體因在上皮組織的增殖、遷移、再生、炎症和瘢痕(蟹足腫)控制等方面的作用,就成為“無細胞的細胞治療”工具,外泌體是細胞旁分泌作用的主要介質,其內容物(mRNA、microRNA微核醣核酸、各種抗凋亡和促血管生成因子)可誘導成纖維細胞的遷移和增生以及膠原的合成。

外泌體在皮膚損傷修復中的應用

皮膚約佔人體表面積的70%,是具有保護身體、排汗、感覺溫度變化的最大器官,但是皮膚很容易受到燒傷、燙傷等損傷,其中難癒性皮膚損傷和損傷後引起的嚴重瘢痕(蟹足腫)甚至會導致畸形,給患者帶來極大的肉體和精神上的折磨。同時,外部環境刺激也會導致皮膚衰老損傷外泌體基因槍實現了“護膚微整”效果。

近年來,研究人員將外泌體與皮膚疾病聯繫起來,發現外泌體不僅參與皮膚生理、病理過程,如調節皮膚微環境中促炎細胞因子分泌,促進皮膚缺損處血管新生及膠原沉積,以及調節皮膚成纖維細胞增殖分化,同時還在皮膚微環境發生病變時發揮特異性信息傳遞作用。細胞進行損傷修復的主要機制是旁分泌作用,即通過分泌外泌體進行損傷修復。外泌體具有促進血管新生、抑制瘢痕(蟹足腫)形成的功能。

外泌體在預防、治療皮膚逆齡抗衰老的應用

在皮膚抗衰老方面,研究發現,外泌體可以輕易穿透角質層到達真皮層,促進人皮膚組織Ⅰ型膠原和彈力蛋白的生成,改善皮膚質地。此項研究表示:外泌體具有抗衰老應用前景。

將外泌體看作是一個內部有指令的電郵或信,就像一個細胞將一封信郵寄到另一個細胞並告訴其做什麼。在這種情況下,被膜包含微RNA,非編碼RNA(核醣核酸),指示受體細胞產生更多的膠原蛋白。
研究結果:經外泌體處理的小白鼠的皮膚厚度比未經處理的小鼠好20%,比經過幹細胞處理的小白鼠好5%。此外,他們發現,用外泌體處理過的皮膚所產生的膠原蛋白要比幹細胞處理過的皮膚高出30%。
幹細胞外泌體這幾年來爆紅的原因得益於幹細胞技術的發展。另外,外泌體還具有許多幹細胞不可比擬的優點:

  1. 安全。外泌體具有更低的免疫原性,可以避免產生免疫排斥反應,大大提高安全性;
  2. 穩定。外泌體可保護其內容物免於酶降解,從而防止某些活性成分酶降解(蛋白水解)失效;
  3. 可量產。外泌體可在幹細胞培養基內大量富集。
  4. 可控制。外泌體功能可通過改變細胞環境來改變。

外泌體包裹的分子物質可避免被體液中的酶降解(蛋白水解),這一特點使外泌體成為新型的天然藥物運載系統,外泌體用在癌症的免疫激活方面有著無可比擬的功能。研究發現,腫瘤來源的外泌體攜帶抗原,在動物試驗中以及人體臨床試驗中誘導抗腫瘤免疫力,攜帶抗原的外泌體可以激活免疫細胞,進而產生抗腫瘤免疫反應達到癌症治療成效。

畢可明