外泌体抗衰 | 外泌体通过细胞间通讯调节衰老

lyw 105 2026-03-20 11:25:11

最近云南省曲靖师范学院科学家团队在Pharmacological Research期刊杂志上发表的一篇关于 “Intercellular communication is crucial in the regulation of healthy aging via exosomes.” 文章（外泌体通过细胞间通讯在调节老化中至关重要），介绍了外泌体与衰老的关系，在线虫上验证年轻个体来源的外泌体可以起到抗衰作用。

01 背景

衰老是一个内在的生物学过程，其特征是全身性改变，逐渐损害生理完整性，增加对年龄相关疾病的易感性，最终导致死亡。

衰老的特征包括细胞衰老、基因组不稳定、表观遗传改变、蛋白稳态丧失、间充质细胞衰竭、慢性炎症和细胞间通讯改变。

外泌体和基因组不稳定性。衰老过程通常与遗传损伤的积累有关。许多研究已经探索了来源于间充质细胞(MSCs)的外泌体在涉及受损遗传物质的各种模型中增强DNA完整性和稳定性标记的潜力。

外泌体和端粒磨损。体内研究表明，将年轻小鼠血清中的外泌体注射到老年小鼠中，导致肝脏和肺中端粒酶复合物相关基因(Men1和Mre11a)的上调。

外泌体和表观遗传改变。外泌体可以诱导受体细胞的表观遗传变化。例如，肿瘤来源的外泌体已经显示出改变肿瘤微环境和转化正常细胞。发现来自复制性衰老的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)的含有miR-21–5p和miR-217的外泌体下调DNA甲基转移酶1和SIRT1的表达，导致SASP分子和细胞周期抑制剂的水平增加。

外泌体和蛋白沉积/自噬的丧失。随着年龄的增长，自噬活性的下降导致细胞内受损细胞器和蛋白质的积累，从而促进了衰老过程。研究表明，MSC衍生的外泌体可以在年龄相关疾病的动物模型中增强自噬，包括帕金森病病、糖尿病肾病、肝纤维化和心脏缺血。

外泌体和解除管制的营养传感。进化上保守的机制，如营养传感和生长相关途径——包括胰岛素/胰岛素样生长因子1 (IGF-1)、sirtuin、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)和腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)途径——与寿命的调节有关。研究表明，外泌体作为这些途径的介质。

外泌体和线粒体功能障碍。研究表明，线粒体功能障碍有助于哺乳动物的早衰。年龄相关的变化导致外泌体中mtDNA水平的降低和无细胞mtDNA水平的增加，潜在地导致持续的炎症。因此，线粒体衍生的囊泡可以作为衰老和年龄相关疾病的重要生物标志物。

外泌体与细胞衰老。外泌体可以促进旁观者效应，其中衰老细胞将衰老传递给邻近细胞。

外泌体和间充质细胞耗竭。与衰老相关的组织再生能力下降的主要原因是潜在间充质细胞的功能退化。随着年龄的增长，下丘脑神经间充质细胞(hNSCs)变得衰竭；然而，用MSC衍生的外泌体治疗已被证明可以增强健康跨度参数，包括抗疲劳性、运动协调性、记忆力和社会行为，从而复制干细胞的效果。

外泌体和炎症。炎症是一种全身性的慢性炎症过程，表现为衰老过程中细胞间通讯的显著改变。来源于衰老细胞的外泌体通过传播衰老和在SASP中起关键作用而促进与年龄相关的慢性炎症的进展。然而，来自年轻、健康细胞的外泌体已被证明可以防止炎症。

在整个衰老过程中，外泌体的改变会导致衰老和年龄相关疾病的发生。解决这方面的问题，加上前面提到的因素，为干预衰老过程提供了机会。

02 研究数据

外泌体在衰老中的作用

外泌体在衰老中的作用 ①衰老到年轻；②年轻到衰老；③衰老到衰老；④年轻归年轻。

从年轻个体获得的外泌体可以显著延长寿命

研究表明，血液中含有某些“返老还童因子”，可以缓解老鼠的衰老过程。来自年轻小鼠的外泌体已经显示出逆转老年小鼠中老化相关分子的表达。因此，来自幼鼠的外泌体可以被认为是“返老还童因子”吗？下面采用混合培养的方法来研究幼线虫的外泌体对晚期线虫衰老的影响。

数据表明与年轻线虫的共培养显著延缓了衰老线虫的衰老。为了进一步证实外泌体的作用，从年轻的线虫中分离出外泌体，并将其引入年长的线虫中，产生了与从共培养方法中获得的结果一致的结果。因此，来源于年轻线虫的外泌体可以显著延长老年线虫的健康寿命。

来源于年轻个体的外泌体可以极大地增强年老个体的健康。A: 实验方法概述；B: A组线虫的平均存活天数；C: A组线虫的存活曲线；D: 用来自幼线虫的外泌体处理的线虫的平均存活天数；E: 用来自幼线虫的外泌体处理的线虫的存活曲线。

老年个体的外泌体显著缩短寿命

老化细胞产生的外泌体有助于老化组织中老化效应的传播。因此，老化细胞释放的外泌体可能对人类健康产生不利影响。这些外泌体促进其他细胞的衰老，而来自非衰老细胞的外泌体促进衰老细胞的再生。为了检测来自老年线虫的外泌体对年轻线虫健康的影响，最初利用混合培养方法来评估来自老年线虫的外泌体对年轻线虫寿命的影响。结果表明，与较老的线虫共培养显著加速了线虫的衰老。为了进一步验证外泌体的作用，从年老的线虫中分离出外泌体，并给年轻的线虫施用，产生了与共培养方法一致的结果。

因此，老年线虫的外泌体可以显著加速年轻线虫的衰老。

来自老化个体的外泌体可以显著加速年轻个体的老化过程。A: 暴露于老化外泌体的线虫平均存活天数；B: 暴露于老化外泌体的线虫的存活曲线；C: 用老化线虫的外泌体处理线虫的平均存活天数；D: 用老化线虫的外泌体处理线虫的存活曲线。

03 结论

外泌体通过细胞通讯影响个体健康和衰老。

年轻的外泌体使机体更年轻。

衰老的外泌体使机体更衰老。

总的来说，鉴于外泌体在调节衰老信号的旁分泌细胞间转移中的关键作用，外泌体在预防与年龄相关的疾病中具有重要的潜力，使其成为一个关键的研究领域。本文介绍了外泌体在各种衰老相关疾病中的作用，并提出了未来的研究方向，以探索其在抗衰老治疗中的潜力。

后续需要进一步的实验研究来巩固这些发现，并应更加重视阐明外泌在衰老和相关病理背景下的分子作用。