作為再生醫學中顛覆性創新技術,外泌體表現出對皮膚修復與再生作用的出色功效,深受全球科學家的青睞,也因此被譽為肌膚修復與再生的醫學“新武器”!
外泌體是近幾年生物領域炙手可熱的熱點研究方向之一,2020年,一項發表在?《Science》的來自美國德州大學MD安德森癌癥中心的一篇外泌體研究的綜述文章,系統回顧了外泌體的功能和生物醫學應用。 細胞外囊泡(EVs)是廣泛存在的細胞外膜泡結構,從原核生物到真核生物都有,細胞外囊泡可分為Ectosomes和Exosomes。Exosomes即外泌體,直徑在40~160nm,平均100nm,主要來源于細胞的內涵體。 外泌體已知的形成過程可概括如下:細胞質膜內陷,將一些細胞外成分和細胞膜蛋白包裹在一起,形成早期內涵體(ESEs),這些ESEs可以與其他細胞器發生物質交換,或者不同ESEs之間融合形成晚期內涵體(LSEs),進一步形成細胞內多膜體(MVBs),其中會包含許多腔內囊泡(ILVs),這些囊泡將來就可能會被釋放成為外泌體。 2013年諾貝爾生理學或醫學獎頒給了美國科學家羅思曼、謝克曼以及德國科學家祖德霍夫,以表彰他們發現細胞的囊泡運輸調控機制。美國抗衰老醫學研究會主席Klatz博士稱:“外泌體是干細胞技術的下一個發展方向”。 那么,人們面臨衰老時,干細胞外泌體正在發揮著怎么樣的作用?科學家們又是如何利用干細胞外泌體來對抗衰老? 衰老的內在根本原因 《Nature》:衰老是細胞不可逆地停止分裂,并進入永久性生長停滯狀態,而不經歷細胞死亡的過程。未修復的DNA損傷或其他細胞應激可誘發衰老。衰老的一個主要標志是炎癥水平升高,衰老細胞會持續存在并不斷分泌許多促炎和組織重塑分子而毒害周圍其他細胞。導致多種與年齡有關的疾病,例如糖尿病、癌癥、阿爾茨海默氏病、動脈粥樣硬化和關節炎等。簡而言之:人的壽命是由我們身體中的每一個細胞的衰老速度決定的。 干細胞抗衰老的三大機理: 分化再生: 干細胞能激活機體整體上處于休眠狀態下的各種干細胞群,以替代更新原有的因衰老或病理性等因素所造成組織細胞的衰退和老化,改善因衰老等因素所造成的細胞與細胞間、細胞與細胞外基質間的信息傳遞,增強和加快各組織細胞的新老更替等作用。 促進養分供給: 干細胞可以促進局部血液循環,增強玻尿酸、細胞因子等營養物質的分布、擴散、吸收。 分泌細胞因子: 干細胞在培養的過程中會分泌多種細胞再生因子。細胞生長因子是由細胞分泌的具有生物活性的蛋白質或多肽類物質,具有誘導和刺激細胞增殖,維持細胞存活等生物效應。由于生長因子是由正常細胞分泌,所以既無藥物類毒性,也無免疫反應。 有研究證實干細胞促使體細胞分化增殖作用的信號來源于干細胞分泌的外泌體。 干細胞外泌體的優點 外泌體是干細胞旁分泌作用的主要介質,它們的內容物 (mRNA、microRNA、各種抗凋亡和促血管生成因子)被發現可誘導成纖維細胞的遷移和增殖以及膠原的合成。具有減少細胞凋亡、減輕炎癥反應、促進血管生成、抑制纖維化、提高組織修復潛力等重要生物學功能,在調控組織再生方面存在良好的應用前景。近年來研究發現干細胞外泌體與皮膚衰老相關。 1. 體積小 納米級粒子,大小約為細胞的1/200,能穿透一般毛細血管的細胞間隙抵達目標,因此能很好地被人體所利用。 2. 免疫反應程度低 外泌體不是細胞,僅作為載具,外膜的表層上呈現較少的抗原,免疫系統難識別,對人體影響小。 3. 可穿透血腦障壁 體積小加上脂質外膜的特性,使其可以通過血腦障壁,抵達腦部組織。 干細胞外泌體大有可為 1. 皮膚修復及抗衰 研究發現,干細胞外泌體可以再生皮膚和強化皮膚屏障,具有卓越的抗炎與再生效果,且沒有其它副作用。干細胞外泌體或將成為治療牛皮癬、特異性皮炎等廣泛炎癥性皮膚疾病的一種有效且安全可靠的治療方法。 2. 組織損傷修復 如今,干細胞外泌體已在幾種不同類型的疾病中顯示出令人鼓舞的治療效果,包括腎損傷、心臟損傷、腦損傷和肝肺損傷等。主要機制可能是外泌體介導了MSC的旁分泌/自分泌機制。 還有研究結果顯示:干細胞外泌體可直接促進血管生成,改善大腦缺氧后的損傷。因此,干細胞外泌體可用于中風治療,改善神經預后,增加血管與神經生成。 3. 免疫調節功能 干細胞外泌體對多種類型的免疫細胞均具有免疫調節作用,包括樹突狀細胞、T細胞、B細胞和巨噬細胞。 研究顯示,靜脈輸注干細胞外泌體可抑制CD4+T和CD8+T細胞的活化和浸潤,從而延長GVHD小鼠模型的存活時間,并減少多個器官的病理損傷。 解決六大肌膚問題 真性皺紋、脫垂、塌陷、松弛、輪廓的變形四大紋:額頭紋、眼角紋、法令紋、頸紋 四小紋:川字紋、鼻背紋、鋸齒紋、耳前耳后紋 四大塌陷:額頭、太陽穴、眼袋溝、臉頰 四大脫垂:上眼瞼、蘋果肌、雙下巴 五大色素:黑眼圈、色斑、黃褐斑 、紅血絲、痘印 敏感:干性敏感、油性敏感、生理性敏感、長久性敏感 外泌體對于需要組織修復提供了十分有前景的無細胞治療實現途徑。如何簡化提取程序,提升外泌體的提取效率,以及完善外泌體的針對性應用,是未來需要解決的問題。
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