外泌體在皮膚修複與再生中的應用

什麽是外泌體？

外泌體之前是指包含了複雜RNA和蛋白質的小膜泡，現今，其特指直徑在40-100nm的盤狀囊泡。多種細胞在正常及病理狀態下均可分泌外泌體。當外泌體在1980年首次發現後，曾被認爲是細胞排泄廢物的壹種方式，如今發現外泌體具有多種多樣的功能。

外泌體組成成分：外泌體成分是高度異質性的，能反映出産生它們的細胞表型狀態，所以外分泌體發展成爲了液體活檢的重要分支。腫瘤病人外泌體異質性會升高。

外分泌體成分：由脂質雙層組成，包含細胞的所有已知的分子成分，包括蛋白質、RNA和DNA。

外泌體在肌膚組織修複與再生領域擁有十分廣闊的前景和可能。

隨著幹細胞技術的日益成熟，衍生了外泌體新壹代技術的研究，外泌體是細胞培育過程中分泌的營養物質也是壹切細胞因子的營養液，其因調節細胞生長和免疫應答等功能而被科學家應用於皮膚修複領域。

外泌體作爲皮膚修複的利器，將在組織損傷修複中發揮越來越關鍵的作用。

外泌體小檔案

1983年，外泌體首次於綿羊網織紅細胞中被發現， 1987年Johnstone將其命名爲“exosome”。現今，其特指直徑在40-100nm的盤狀囊泡。多種細胞在正常及病理狀態下均可分泌外泌體。其主要來源於細胞內內溶酶體微粒內陷形成的多囊泡體，經多囊泡體外膜與細胞膜融合後釋放到胞外基質中 。

2013年10月7日，瑞典卡羅琳醫學院宣布，將2013諾貝爾生理學或醫學獎授予2名美國科學家1名德國科學家，以表彰他們發現細胞內部囊泡運輸調節機製。

諾獎委員會這樣描述外泌體的重要性：“沒有囊泡運輸的精確組織，細胞將陷入混亂狀態”。

外泌體富含膽固醇和鞘磷脂。2007年， Valadi等發現鼠的肥大細胞分泌 的 exosome可以被人的肥大細胞捕獲，並且其攜帶的mRNA成分可以進入細胞漿中可以被翻譯成蛋白質，不僅僅是mRNA，exosomes所轉移的microRNA同樣具有生物活性，在進入靶細胞後可以靶向調節細胞中mRNA的水平。這壹發現使得研究人員對exosome的研究熱情激增，截止已經通過286項研究發現了41860種蛋白質、2838種microRNA、3408種mRNA。

壹類外泌體中常見的細胞質蛋白是Rabs蛋白，是鳥甘酸三磷酸酶(GTPases,)家族的壹種。它可以調節外泌體膜與受體細胞的融合，有文獻報道稱RAB4, RAB5和 RAB11主要出現於早期以及回收的核內體中，RAB7 和 RAB9主要出現於晚期的核內體。現有大量的研究發現外泌體中含有40種RAB蛋白。除了RAB蛋白，外泌體中富含具有外泌體膜交換以及融合作用的膜聯蛋白（包括膜聯蛋白1、2、4、5、6、7、11等）。外泌體膜上富含參與外泌體運輸的四跨膜蛋白家族（CD63, CD81 和CD9）、熱休克蛋白家族（(HSP60, HSP70, HSPA5, CCT2 和HSP90以及壹些細胞特異性的蛋白包括A33（結腸上皮細胞來源）、MHC-Ⅱ(抗原提呈細胞來源)、CD86(抗原提呈細胞來源)以及乳凝集素（不成熟的樹突狀細胞）。其它壹些外泌體中的蛋白包括多種的代謝類的酶（GAPDH, 烯醇化酶 1, 醛縮酶 1, PKM2, PGK1, PDIA3, GSTP1,DPP4, AHCY, TPL1, 抗氧化蛋白, P4HB, LDH, 親環素 A,FASN, MDH1 和CNP）、核糖體蛋白（RPS3）、信號轉導因子（黑色素瘤分化相關因子, ARF1, CDC42, 人類紅細胞膜整合蛋白, SLC9A3R1）、粘附因子（MFGE8、整合素）、細胞骨架蛋白以及泛素等。

外泌體在皮膚修複的作用

1、促進成纖維細胞增殖

在皮膚損傷後第 3 天後，成纖維細胞開始增殖産生細胞外基質（包括纖連蛋白，I 型和III 型膠原蛋白等）。同時，上皮細胞開始增殖並向受傷區域邊緣遷移，加速傷口閉合，減少皮膚感染。因此，細胞增殖和皮膚再上皮化對皮膚再生至關重要。

2、促進血管新生

血管再生是MSC-exo促進皮膚損傷修複的主要機製之壹。血管再生（包括動脈、靜脈以及毛細血管的再生），主要是通過促進平滑肌細胞和血管內皮細胞的增殖和遷移來修複損傷的血管完成的。

3、抑製般痕形成

嚴重的創傷和大面積燒傷通常會導緻般痕形成。般痕形成不僅影響美觀而且也妨礙皮膚功能。研究表明，MSC-exo能抑製般痕形成。UCMSC-exo在傷口愈合早期階段能促進 I型和 III 型膠原的産生，加速傷口愈合。然而，在後期階段，則可抑製膠原蛋白的表達，減少般痕的形成。

4、對受損皮膚免疫調節機製

皮膚受到感染或外傷時，受傷部位散發大量的炎症細胞因子，吸引免疫細胞聚集參與對抗感染同時清除壞死組織細胞，MSC-exo可以調動受傷部位細胞增殖填補損傷部位，MSC-exo具有調動免疫細胞增殖功能，更多免疫細胞參與修複損傷和對抗感染。

外泌體在皮膚科疾病中的應用潛力

有學者利用外泌體對皮膚屏障嚴重受損的小鼠進行治療，觀察小鼠的皮膚變化狀態。結果證明外泌體可以再生皮膚且強化皮膚屏障，具有卓越的抗炎即再生效果，且沒有其他副作用。

可見外泌體或將能夠成爲壹種治療牛皮癬、特異性皮炎等廣泛炎症性皮膚疾病的有效且安全可靠的治療物質。

除此之外，外泌體可以幫助調節皮膚成纖維細胞增殖分化，加速傷口愈合，更能重塑細胞外基質(ECM)，抑製成纖維細胞膠原表達及肌成纖維細胞異常增殖，從而達到防治增生性般痕的目的。

在外泌體研究方面，現在仍有許多未知領域有待去開拓，但外泌體對組織損傷修複具有巨大的治療前景，將會逐漸被應用於臨床及進壹步的轉化醫學中。