外泌体:细胞通讯的纳米信使,抗衰赛道新王者
近年来,再生医学领域取得进展,间充质干细胞(MSCs)及其分泌的外泌体(MSC-Exos)因其在修复组织损伤、对抗衰老相关疾病方面展现的潜力而受到关注。这些直径仅30-100纳米的微小囊泡,由所有类型的细胞释放,构成在细胞间传递多种信号分子、毒性和调节分子的重要媒介。
年龄、慢性疾病、环境因素和遗传疾病会干扰干细胞与其他细胞间的沟通,从而破坏愈合过程。而外泌体作为细胞生理和病理状态的“镜子”,在这些交流过程中起着关键的调节作用,为我们提供了许多关于健康和疾病的关键信息。
微小的外泌体,正在细胞间传递着关乎衰老与再生的关键信息。
什么是外泌体?
人体的组织和器官由不同种类的细胞组成,而细胞则由各种功能各异的组件——细胞器构成。当这些细胞器与细胞膜融合时,就会产生外泌体(exosomes),其中一部分会从细胞中释放到细胞外空间。
这些微小如包裹的囊泡包含着重要的生物活性物质和信息,如RNA、蛋白质和代谢物。所有类型的细胞都会释放这种微小的囊泡(大小为30-150纳米),它们形成了在细胞间释放和转移多种(信号、毒性和调节)分子的重要运输系统。
外泌体与衰老之间的秘密
外泌体最初被认为仅仅是细胞排除废物的工具,但随着研究的深入,科学家发现这些微小囊泡远比预想的更为复杂和重要。
外泌体与衰老过程密切相关,特别是在年龄相关的神经退行性病变中扮演着关键角色。一篇名为《ExosomeDeterminants of Physiological Aqing and Age-RelatedNeurodegenerative Diseases》的研究文章中详细讨论了生理衰老和年龄相关神经退行性疾病的外泌体决定因素。
综合研究表明,外泌体不仅是蛋白质的载体,也是核酸[DNA、mRNA转录物、miRNA和非编码RNA(ncRNAs)]在细胞间的载体,可能影响目标细胞的基因表达。而科学家们的研究表明,病理蛋白聚集物,包括Aβ、tau和α-synuclein,是与外泌体一起从脑细胞中释放出来的。也就是说,外泌体可有助于阐明神经退行性疾病的分子机制,并且有望成为一种疾病监测的生物标志物。
2025年7月26日, 中国医学科学院北京协和医学院实验动物研究所研究团队于期刊 《Stem Cell Research & Therapy》发表综述, 系统阐述了间充质干细胞(MSCs)及其外泌体(MSC-Exos)在延缓衰老及治疗老年病方面的价值。
研究表明:机体老化不仅是外表可见的皱纹生成、体能下降或偶发认知迟缓,本质上是细胞与器官功能的渐进性衰退。
外泌体:平衡机体免疫应答
在《转化医学年鉴》杂志上的一篇文章中,作者Beverlie Baquir和Robert E. W. Hancock指出“间充质干细胞(MSCs)对免疫系统的调节有深远的影响”
间充质干细胞以与外泌体关联的旁分泌方式(细胞间交流)调节免疫系统。此外,外泌体还在免疫系统细胞(如树突状细胞和T淋巴细胞)的功能中发挥作用,它们可以吸收和分泌外泌体。
众多研究表明,外泌体富含蛋白质和RNA,包括mRNA和microRNA。这进一步支持了外泌体的免疫促进能力。
外泌体的研究与应用
皮肤抗衰与修复
泌体在皮肤美容领域的应用最为广泛。人类皮肤会随着时间的推移、皮肤重要成分的再生能力减弱,出现衰老的物理迹象(如皱纹、色斑等)。外泌体可以在细胞水平促进皮肤细胞再生。
肝脏再生
最新研究发现,肝脏祖细胞来源的外泌体通过携带JAG1激活Notch信号通路,能够促进门脉结扎(PVL)大鼠肝再生,为肝再生的临床干预提供了重要参考。
神经再生与修复
外泌体在神经再生领域展现出巨大潜力。加拿大-以色列生物制药公司NurExone开发的ExoPTEN疗法,通过装载靶向PTEN siRNA的间充质干细胞外泌体,通过鼻内和鞘内途径给药,旨在损伤急性期减少细胞死亡并促进轴突再生。该疗法已获得美国FDA和欧洲药品管理局孤儿药认定,预计2026年启动临床试验。
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虽然外泌体治疗仍然面临诸多挑战,但随着技术的发展,这些挑战正在被逐步克服。这些源于细胞的生物活性组分,有望在应对衰老挑战中发挥日益重要的作用。这些微小的囊泡,虽然不再是活细胞,却以其独特的方式延续着细胞的使命:修复、再生、沟通。


