外泌体爆火背后：抗衰、治病、美容的终极答案在这里！

外泌体属于细胞外囊泡的一种。国际细胞外囊泡协会（International Society for Extracellular Vesicles,ISEV）对细胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）的定义是：“细胞分泌到细胞外的脂膜包裹的囊泡。根据其生成过程、释放途径、大小、内容物及其功能等方面的不同而分为三种类型，分别为微囊泡（Microvesicles）、外泌体（Exosomes）和凋亡小体（Apoptosis bodies）。”

微囊泡由细胞向外出芽或“挤出”形成，含细胞膜和部分胞浆，粒径100nm~1000nm，表面蛋白丰富，磷脂酰丝氨酸含量高。凋亡小体是细胞凋亡时“脱落”或“破裂”释放的囊泡，形态异质性强，大小50nm~5000nm，膜上磷脂酰丝氨酸较多。外泌体则源于细胞膜内陷形成胞内小体，经复杂过程排出细胞，成分和结构更复杂，大小约50-150nm，含多种蛋白，胆固醇和二酰甘油含量高。

三种细胞外囊泡均源自母细胞，同一细胞在不同状态可生成不同类型。它们都带有母细胞成分，分子组成和粒径存在重叠。目前尚无技术能完全分离三者，也无明确分子标记鉴别，故统称“细胞外囊泡”。

其中，外泌体平均粒径最小、均匀度高、组成复杂、功能多样，理论和应用价值最高，研究最深入、应用最广泛。因此，人们提及细胞外囊泡多指外泌体，学术和日常交流中常将外泌体（Exo）与细胞外囊泡（EVs）混用。

外泌体的起源、合成和分泌经历以下过程：母细胞的细胞膜通过内吞或“向内出芽（inward budding）”形成早期胞内小体（early endosome），在细胞内部逐渐成熟为晚期胞内小体（late endosomes）和多囊小体（multivesicular bodies，MVBs）。

在外泌体的雏形以腔内囊泡（intraluminal vesicles，ILVs)）的形式存在于MVBs内部。随后MVBs与细胞膜融合，以外吐（exocytosis）的方式将ILVs排出细胞外成为外泌体。

早期胞内小体和晚期胞内小体成熟为多囊小体的过程也是外泌体的“组装过程”：多种胞质内物质包括蛋白（酶分子、热休克蛋白等）、核酸（主要是RNA如mRNA、miRNA、piRNA、snoRNA、snRNA、rRNA、tRNA、Y-RNA、scRNA等）、代谢产物等主动或被动载入胞内小体膜上或者囊腔内。

相比外泌体生成的相对明确的“线性流程”，外泌体被细胞释放后的去向则明显复杂多变和充满不确定性。

若临近组织细胞可识别和“捕获”外泌体，则外泌体被临近细胞摄取利用。若临近细胞不能识别和捕获外泌体，则外泌体将通过循环系统被运输至较远的细胞或组织处。

无论临近还是远处的组织细胞摄取和利用外泌体，主要通过以下几种不同的作用机制：

①外泌体膜表面配体与接收细胞膜上的受体结合，激活受体介导的信号转导途径，被激活的接受细胞通过内吞作用，将内容物摄入细胞内。

②接收细胞直接以内吞方式将外泌体摄入细胞，外泌体内容物释放到细胞内，部分外泌体成分参加新的多泡体生物合成过程。

③外泌体膜与细胞膜直接融合，将外泌体内容物释放入细胞质中。

外泌体的去向有很大的不确定性并受多种因素的影响。既存在明确目的地的定向迁徙，如受体介导的特异性结合、干细胞或肿瘤细胞的“归巢”；也存在无目的或随机性的游走。既可能被循环系统和网状内皮系统非特异吞噬掉，也可能受接收细胞局部微环境和细胞状态的影响而改变去向。

相比抽象概念“30~150nm磷脂囊泡”，具体的形象无疑会给人更加清晰和深刻的印象。外泌体大小30~150nm，这虽是具体尺寸，但仍令人难以想象。以头发为参照就容易想象它了，头发丝直径约20-120μM，外泌体大体上是头发丝的千分之一。

关于外泌体的形状，最常见的描述是“杯口状”或“盘状”。果真如此吗？

因为外泌体太小，一般显微镜根本无法观察其形态，只能采用电子显微镜观察，最早采用透射电子显微镜（TEM）观察并报道的外泌体图像就是这种“杯口状”。

之后便被广泛接受和传播，一提起外泌体的形态就会以“杯口状”来描述。

由于电子显微镜观察前的样本处理过程，可能导致外泌体“脱水”和“皱缩”，这种已被普遍接受的外泌体形态可能是处理后造成的，而并非其自然形状。

之后，人们采用扫描电子显微镜（SEM）和冷冻电子显微镜（CEM）等，陆续观察记录到形态各异的外泌体图像。更多提示外泌体是“不同大小的球形，有双层的外壳”。不仅仅揭示了更清晰的外泌体形态，也提示了外泌体的结构。

体外观察到的外泌体，仅能提供其形态的基本线索，远非体内自然状态。

切不可将外泌体视作“坚硬固态球体”，这既不符合其体内生成、运输和利用的生物过程，也难以解释其活跃的生理病理功能。

我们推测，体内外泌体以球形为基础，但大小形态多样，且随环境和自身状态动态变化，柔软有弹性、可变形，或能像红细胞般“挤过”毛细血管和组织间隙，变形也是其穿越生物屏障的方式之一。

外泌体的结构是一个囊泡结构，外泌体膜【外壳】由双层磷脂和蛋白构成，内部是所谓的“囊腔”。外泌体膜为疏水性结构，而腔内为亲水性环境。

【您可以将它想象成一个“撒尿牛肉丸”，油（磷脂）和肉（蛋白）糅合成丸子外壳，而丸子内汤汁便相当于外泌体“内容物”。】

就像制作Q弹软硬适口的牛肉丸要掌握好油肉搭配，外泌体也有硬度和弹性，这主要由其膜上磷脂种类和比例决定。

外泌体膜是磷脂双层膜，与母细胞膜磷脂相似但含量和比例有差异，常见磷脂有鞘糖脂、磷脂酰丝氨酸等，其中胆固醇、磷脂酰丝氨酸和神经鞘磷脂含量较高。

这些磷脂影响外泌体带电性、硬度和流动性，不同来源外泌体因磷脂比例不同电荷有别，带电性是其重要理化属性，也是分离纯化的依据之一。

外泌体膜是半固态、有流动性和通透性的生物膜，膜上蛋白可移动和改变构型，内外物质能主动或被动通过膜流动交换，这为药物加载提供了结构基础。

从外泌体合成过程可知，其膜蛋白与母细胞膜相似，大部分源于母细胞膜，也有后期掺入的胞质蛋白，兼具母细胞膜和胞浆蛋白。

外泌体膜蛋白来源多样，有源于母细胞膜的（如CD63等）、细胞浆膜的（如浮舰蛋白），还有MVB加工时加入的（如Alix等），以及细胞质中的细胞骨架、内膜融合/转运、信号转导蛋白和多种代谢酶类等。

膜蛋白对外泌体去向和功能很关键，接收细胞通过识别其表面受体或配体蛋白选择性结合外泌体，影响其“靶向性”，外泌体也能经信号转导调控接收细胞生物行为。

外泌体内部是疏水囊腔，内容物含母细胞微环境和细胞质的多种蛋白、核酸等，ExoCarta数据库收录了大量相关物质。外泌体合成中，RNAs进入并受膜保护保持稳定，种类丰富，既是液体活检重要信息分子，也是发挥细胞调控功能的效应分子。其DNA含量极少，基本不含核蛋白等来源的蛋白。

外泌体膜和内容物与母细胞有相似性也有差异，并非简单浆膜融合或部分，其内容物受母细胞生理状态和微环境影响，呈现时空多样性和异质性，是EVs研究和应用的难题之一。