隨著社會的發展和人類審美的變化，疤痕、面部衰老、色素沉著、脫發等皮膚問題越來越受到人們的關注。醫學美容干預有利于改變個人印象，改善情緒和自尊。外泌體為促進皮膚美容中的皮膚再生和修復提供了多方面的策略。

上圖：外泌體在Scar removel ?疤痕修復、Skin rejuvenation 皮膚再生、Pigmentation regulation 色素沉著調節、Hair growth頭發的生長中的應用。

皮膚再生中的外泌體

由于外泌體可以介導細胞間通訊并調節 HDF 的特性，因此外泌體最近在抗衰老皮膚再生方面受到了極大的關注。來自 HDFs 球體三維培養物 (3D-HDF-exos) 的外泌體通過下調 TNF-α 和上調 TGF-β 導致 I 型前膠原增加和 MMP-1 表達降低。在體外和裸鼠光老化模型中，3D-HDF-exos 導致的真皮膠原沉積水平高于 BMSC 衍生的外泌體。因此，3D-HDF-exos 可能調節真皮成纖維細胞以誘導有效的膠原蛋白生物合成并改善炎癥，具有抗皮膚老化的特性。

誘導多能干細胞 (iPSC) 在完善的條件下培養，無論自我更新的潛力如何，都能保持生理特征 。在 UVB 誘導的光老化和自然衰老模型中，研究證明人類誘導的多能干細胞衍生的外泌體 (iPSC-exos) 改善了光老化 HDF 的基因型和表型變化 。iPSC-Exo 的有益作用是通過降低衰老相關 β-半乳糖苷酶 (SA-β-gal) 和 MMP1/3 的表達水平，并恢復衰老 HDF 中 I 型膠原蛋白的表達來實現的。隨著時間的推移，衰老細胞在各種組織中積累，并導致組織功能障礙和衰老相關表型。

研究顯示，源自胚胎干細胞的外泌體的抗衰老特性，發現這種含有外泌體的 mmu-miR-291a-3p 通過 TGF-β 受體 2 途徑機械地逆轉 HDF 中的衰老。該結果表明，ESC衍生的外泌體mmu-miR-291a-3p具有無細胞干預皮膚衰老的潛力。

外泌體對抗皮膚衰老的機制

外泌體誘導膠原蛋白生物合成，改善炎癥和皮膚老化

2019年北卡羅來納州立大學分子生物醫學科學與比較醫學研究所的研究人員在國際學術期刊ACS Nano. 上發表了題為Needle-Free Injection of Exosomes Derived from Human Dermal Fibroblast Spheroids Ameliorates Skin Photoaging的研究報告，該研究指出無針注射源自人類皮膚成纖維細胞球體的外泌體可改善皮膚光老化。

人類真皮成纖維細胞 (HDF) 是真皮的主要細胞群，隨著年齡的增長，它們逐漸失去產生膠原蛋白和更新細胞間基質的能力。一項已獲得美國食品藥品監督管理局批準的 HDF 自體經皮注射臨床應用旨在改善面部輪廓并減緩皮膚老化。

上圖：視黃酸 (RA) 和來自不同細胞的外泌體對 UVB 照射裸鼠皺紋形成的影響。(A) 復制品的顯微鏡觀察 (比例尺: 100 μm) 和 (B) 不同組 (n = 3) 小鼠背部皮膚的照片。

然而，所使用的自體 HDFs 的質量會因患者的狀態以及它們在擴張過程中經歷的許多通道而異。在這項研究中，收集并比較了來自三維球體 (3D HDF-XOs) 和 HDFs 單層培養物 (2D HDF-XOs) 的因子和外泌體。與 2D HDF-XO 相比，3D HDF-XO 表達了顯著更高水平的金屬蛋白酶組織抑制劑 – 1 (TIMP-1) 和差異表達的 miRNA 貨物。接下來，在體外和裸鼠光老化模型中證明了 3D HDF-XO 在誘導膠原合成和抗衰老方面的功效。使用無針注射器進行外泌體治療。3D HDF-XOs 導致 I 型前膠原蛋白表達增加和 MMP-1 表達顯著降低，主要是通過下調腫瘤壞死因子-α (TNF-α) 和上調轉化生長因子-β (TGF-β)。此外，3D-HDF-XOs 組的真皮膠原沉積水平高于骨髓間充質干細胞來源的外泌體。這些結果表明，來自 3D 培養的 HDF 球體的外泌體具有抗皮膚老化特性，并具有預防和治療皮膚老化的潛力。

外泌體抑制細胞衰老

2018年韓國啟明大學的研究團隊在學術期刊The Journals of Gerontology上發表題為Embryonic Stem Cell–Derived mmu-miR-291a-3p Inhibits Cellular Senescence in Human Dermal Fibroblasts Through the TGF-β Receptor 2 Pathway的研究報告指出，胚胎干細胞衍生的 mmu-miR-291a-3p 通過 TGF-β 受體 2 通路抑制人皮膚成纖維細胞的細胞衰老。

該研究指出，隨著時間的推移，衰老細胞在各種組織中積累，并導致組織功能障礙和衰老相關表型。越來越多的證據表明，細胞衰老可以通過藥物干預以及通過使用源自胚胎干細胞 (ESC) 的可溶性因子進行治療來抑制。

為了研究 ESC 分泌的抗衰老因子，研究人員通過 miRNA 陣列分析分析了條件培養基 (CM) 中小鼠 ESC 衍生的細胞外囊泡 miRNA，通過生物信息學分析選擇 mmu-miR-291a-3p 作為推定的抗衰老因子。該研究驗證了它對人皮膚成纖維細胞復制、阿霉素誘導和電離輻射誘導的衰老的抑制作用。用 mmu-miR-291a-3p 處理衰老細胞可降低衰老相關的 β-半乳糖苷酶活性，增強增殖潛力，并降低 TGFBR2、p53 和 p21 的 mRNA 和蛋白質表達。CM中的Mmu-miR-291a-3p被包裹在ESC衍生的外泌體中，從ESC-CM中純化的外泌體抑制細胞衰老。mmu-miR-291a-3p的抑制作用是通過TGFBR2信號通路介導的。mmu-miR-291a-3p 的人類同源物 Hsa-miR-371a-3p 和 hsa-miR-520e 顯示出相似的抗衰老活性。此外，mmu-miR-291a-3p 加速了老年小鼠的切除皮膚傷口愈合過程。我們的研究結果表明，ESC 衍生的 mmu-miR-291a-3p 是一種新的候選藥物，可用于針對衰老和衰老相關疾病的無細胞治療干預。

總之，細胞外囊泡(Extracellular vesicles,EVs)是由細胞分泌的雙層膜結構囊泡,外泌體是EVs的一個亞群，內含RNA,DNA及多種蛋白,近年來發現與皮膚衰老相關。干細胞外泌體能夠減少皮膚細胞所受的輻射損害，維護皮膚屏障，且極有可能幫助恢復皮膚干細胞活力，而衰老細胞外泌體則損壞皮膚屏障結構，傳遞衰老信號誘導周圍細胞衰老。