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干細胞外泌體作為細胞間通訊的關鍵媒介,憑借其納米級尺寸、低免疫原性及多效性功能,在再生醫學、腫瘤及免疫調節等領域展現出巨大應用潛力。
這篇由成都中醫藥大學附屬醫院、浙江樹人大學樹蘭國際醫學院等機構團隊完成的綜述《Stem Cell-Derived Exosomes: A Comprehensive Review of Biomedical Applications, Challenges, and Future Directions(干細胞來源外泌體:生物醫學應用、挑戰與未來方向的全面綜述)》,系統梳理了干細胞來源外泌體(SC-Exos)從基礎機制到臨床應用的全面進展,為我們展示了這一領域的現狀與未來。
干細胞外泌體:安全的“納米信使”
干細胞外泌體可形象地比作干細胞釋放的“納米級快遞小哥”。這些直徑僅 30-150納米的小囊泡,包裹著脂質雙分子膜,內部裝載著蛋白質、核酸(如miRNA)、脂質等生物活性物質。它們的核心功能是在細胞間傳遞信息,調節受體細胞的功能活動。
根據來源不同,SC-Exos主要分為三類:胚胎干細胞來源(ESC-Exos)、誘導多能干細胞來源(iPSC-Exos)和成人干細胞來源(ASC-Exos)。其中,成人干細胞來源的外泌體,尤其是間充質干細胞外泌體(MSC-Exos),因來源廣泛(可從骨髓、脂肪、臍帶等組織中獲?。?、安全性高、治療范圍廣,成為目前研究最多、臨床轉化最快的類型。
外泌體的生物發生:細胞內的精密“生產線”
外泌體的形成是一個精密調控的細胞過程:
細胞膜內陷形成早期內體;內體成熟過程中向內出芽,形成含有腔內囊泡的多泡體;多泡體與細胞膜融合,將腔內囊泡釋放到細胞外,成為外泌體。這一過程涉及ESCRT(內體分選轉運復合體)依賴和非依賴(如神經酰胺、四跨膜蛋白參與)等多種分子機制。
外泌體的應用:從心血管到皮膚修復
SC-Exos的應用范圍廣泛,覆蓋了人體多個系統的疾?。?/span>
1. 心血管疾病
心梗后,心肌細胞大量死亡導致心臟功能下降。ESC-Exos可通過傳遞miR-294促進心肌血管生成和心臟祖細胞激活,減少梗死面積并改善心臟功能;而MSC-Exos則通過抑制心肌細胞凋亡,減輕心肌缺血再灌注損傷(如心臟手術后的二次損傷)。
2. 神經系統疾病
對于中風患者,人臍帶MSC-Exos可攜帶miR-1228-5p穿過血腦屏障,改善神經元線粒體功能,減輕腦損傷;韓國一家公司研發的SNE-101外泌體療法已獲批開展1b期臨床試驗,用于中風治療。在脊髓損傷中,用磁性納米顆粒標記外泌體并通過外部磁場引導,可促進軸突再生和減少炎癥。在阿爾茨海默病模型中,MSC-Exos可通過調節免疫和減少淀粉樣蛋白沉積,緩解認知障礙。
3. 癌癥干預
SC-Exos體積小、能穿透腫瘤屏障,是理想的藥物遞送載體。例如:
將化療藥阿霉素裝入骨髓MSC-Exos,并修飾針對結直腸癌細胞的適配體,可實現精準藥物遞送,同時降低心臟毒性。向MSC-Exos裝載miR-29b,可抑制胃癌細胞腹膜轉移風險。
4. 免疫與炎癥疾病
對于炎癥性腸?。?/span>IBD),人臍帶MSC-Exos可通過傳遞miR-129-5p抑制腸道細胞鐵死亡,減輕腸道損傷;對于類風濕關節炎,脂肪來源的MSC-Exos裝載淫羊藿苷后,可調節巨噬細胞功能,減少關節炎癥和軟骨破壞。
5. 生殖系統與皮膚疾病
在生殖領域,骨髓MSC-Exos可通過下調PTEN基因,改善化療導致的卵巢早衰,促進卵泡再生;在皮膚領域,3D培養的脂肪MSC-Exos結合水凝膠,可加速糖尿病傷口愈合;外泌體在皮膚修復和抗衰老領域也展現出潛力,能有效促進膠原蛋白生成和修復紫外線損傷。
結語
這篇綜述展示了干細胞外泌體的巨大潛力:它既繼承了干細胞的再生能力,又規避了直接移植干細胞的風險,堪稱 "細胞療法的2.0版本" 。
干細胞外泌體領域正以驚人速度發展,2025年2月至3月間,海南博鰲樂城國際醫療旅游先行區甚至以"一月兩批"的速度發布了《生物醫學新技術轉化應用實施目錄》,其中細胞外泌體技術首次被納入特許準入細胞治療目錄。
未來,隨著技術進步和大樣本臨床試驗的開展(目前全球已有多項I/II期臨床試驗正在進行),SC-Exos有望成為治療心梗、中風、癌癥和自身免疫病等難治性疾病的新武器,為患者提供更安全、精準的選擇。
https://www.dovepress.com/international-journal-of-nanomedicine-archive5
https://mp.weixin.qq.com/s/A51fAYDWo5sSIktv1M_33A
https://bydrug.pharmcube.com/news/detail/f87c4ef62ee44f48340028649d6fd110
https://health.baidu.com/m/detail/ar_8853884517154524015
