隨著年齡的增長，人體的衰老是不可避免的，首先在皮膚上更容易觀察到，皮膚是人體最大、最表層的器官。其原因可歸因于內源性（基因遺傳和表達）以及外源性因素（皮膚暴露于外部環境的各種影響）。

在這兩個因素的共同作用下，老化的皮膚會改變其外觀、功能和結構。光老化是重要的外源性因素，而陽光中所含的UVB對皮膚老化引起的皺紋起著至關重要的作用。

光老化是由光輻射引起的，表現為粗糙的皺紋、不規則的老年斑和角化過度。組織學上表現為表皮增厚不均，皮膚毛細血管網絡紊亂，皮膚Ⅰ型膠原含量減少，Ⅲ型膠原含量相對增加，網狀纖維增多，彈力纖維變性，皮脂腺變成團塊。

此外，紫外線照射還能刺激真皮層的炎癥反應，激活血管周圍炎癥介質和細胞因子，從而產生溶解酶，緩慢降解真皮成分。這些變化是一個隨著時間的推移隨著暴露在光線（主要是紫外線）下而緩慢發生的過程。在皮膚光老化過程中，細胞外基質持續或反復蛋白水解導致的不平衡狀態導致真皮層修復不完全，也是皺紋形成的重要原因。

外泌體的應用成為關鍵

近年來，皮膚光老化研究和治療取得進展，干細胞的應用也越來越廣泛。隨著干細胞移植在臨床傷口治療中的發展，其臨床應用中的一些不足也逐漸顯現出來。例如，干細胞在提取后必須在短時間內進行移植，因為它們對生存條件要求很高，使用和保存不方便。

來自同種異體或異種來源的干細胞移植可能會引起顯著的免疫排斥，并可能增加宿主感染病毒的風險。此外，相關研究發現，直接分化和再生促進傷口愈合并不是干細胞促進傷口愈合的主要作用。

相反，干細胞促進受損組織修復的主要機制是受損組織分泌大量活性物質，其中外泌體是重要的組成部分。外泌體在傷口愈合和治療中具有與干細胞移植相似的功能，并且由于可以長期保存、生理特性穩定、來源廣泛、可大規模提取而具有應用潛力。

外泌體是直徑在 30 到 150 nm 之間的膜狀體。干細胞來源的外泌體與其親本干細胞具有相似的生物學功能，并且含有大量具有功能階段的遺傳物質，其含量會隨著分泌細胞的類型而變化。它們主要包含蛋白質、微小RNA、RNA、DNA和脂質。在2020年，有研究報告外泌體對光老化皮膚的影響，在這項研究中，科學家在 Sprague-Dawley (SD) 大鼠的 UVB 誘導的皮膚光老化模型中使用皮下注射外泌體來治療皮膚光老化，并觀察外泌體對光老化皮膚的影響（下圖）。

Antiaging Properties of Exosomes from Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cells in Photoaged Rat Skin

用 ADSC 衍生的外泌體治療后 SD 大鼠的皮膚變化。ADSC來源的外泌體治療組在治療后7天、14天和28天表皮厚度均小于對照組，說明ADSC來源的外泌體治療減少了表皮光老化皮膚的層厚。ADSC衍生外泌體治療組真皮厚度在治療后7天、14天和28天均高于對照組，說明ADSC衍生外泌體治療增加了真皮光老化皮膚的層厚。

外泌體可以有效改善表皮和表皮角質層增厚

這項研究證明了 ADSC 衍生的外泌體可以有效改善表皮和表皮角質層增厚、基底層細胞核異常增殖、真皮變薄等由光老化引起的現象，因此可能有助于對抗皮膚光老化。

表皮的正常更新發生在大約 28 天內。但是，當異物侵入或破壞角質層時，基底層的細胞分裂會加速，從而加快更新速度，排除異物，有利于修復。皮膚的化學或物理刺激可導致表皮增生和異常角化，導致角質層異常增厚。在我們的研究中，UVB 照射后 SD 大鼠的表皮組織顯著增厚。

這種現象同時發生在表皮的基底層和角質層，角質層細胞的比例顯著增加。此外，UVB照射后表皮基底層細胞排列紊亂，部分細胞核形態發生改變。在沒有修復的情況下，紫外線引起的角質形成細胞 DNA 損傷會導致細胞異常增殖。

ADSC來源的外泌體采集和皮下注射后，表皮基底層處于增殖狀態的細胞數量明顯減少。這種作用在ADSC來源的外泌體治療組中表現明顯，增殖狀態的細胞核數量與正常皮膚組織中的細胞核數量基本相同，表明ADSC來源的外泌體在對抗紫外線誘導的皮膚損傷方面具有重要的調節作用。

這些作用可以通過兩個主要途徑抵消紫外線引起的表皮損傷并改善表皮組織的增厚。首先是通過有效抑制基底層細胞的異常增殖，進而有效抑制表皮細胞的過度角化。

第二個涉及調節重新校準，提高表皮組織細胞的角化和更新率，從而促進表皮細胞的更新和恢復表皮穩態。這兩種機制都可以改善皮膚光老化的影響并促進傷口愈合，光老化和傷口愈合是皮膚的生理過程，具有某些共同的機制。

衰老相關的 β-半乳糖苷酶 (SA-β-Gal) 活性被評估為自然衰老的標志物。外泌體療法與β-半乳糖苷酶密切相關，據報道β-半乳糖苷酶可降低SA-β-Gal 的表達水平。ADSC 衍生的外泌體促進成纖維細胞增殖、血管生成以及肉芽組織的生長和上皮化，從而促進傷口愈合 。該研究采用人ADSC-EXO，由于外泌體具有免疫原性低的特點，具有保存時間長、生理特性穩定、來源廣泛、規模提取等特點，具有應用潛力。

外泌體可以有效提高真皮組織中I/III型膠原蛋白的比例

在這項實驗中，皮下注射 ADSC 衍生的外泌體增加了 SD 大鼠的真皮厚度，促進了真皮中 I 型膠原 mRNA 的表達，并抑制了 III 型膠原 mRNA 的表達。膠原蛋白，主要是 I 型 (85-95%) 和 III 型膠原蛋白 (10-15%)，約占人體真皮中蛋白質含量的 90%。

隨著年齡的增長，皮膚中I型膠原蛋白的含量減少，而III型膠原蛋白的比例增加；這在暴露于 UVB 的場所更為明顯。膠原蛋白含量的減少和不同成分的膠原蛋白比例的變化導致皮膚變得松弛和塌陷，從而導致皺紋的形成。

ADSC衍生的外泌體可以有效提高真皮組織中I/III型膠原蛋白的比例，使其看起來像年輕、健康的皮膚組織。ADSC 衍生的外泌體可以通過促進成纖維細胞分泌膠原蛋白來修復真皮組織 。MMP 是一類含鋅蛋白酶，可通過降解細胞外基質引起組織損傷，從而導致皺紋形成。過度的紫外線照射會增加角質形成細胞、成纖維細胞和炎癥細胞等的 MMP 分泌 。紫外線照射可誘導 MMP-1、MMP-3 和 MMP-9 的分泌。

對于與皮膚質量密切相關的I型膠原蛋白，MMP-1啟動膠原纖維分解，MMP-3進一步降解膠原蛋白。真皮組織中MMP-3的含量直接影響膠原蛋白的降解效率。我們觀察到皮下注射 ADSC 衍生的外泌體有效降低了真皮組織中 MMP-3 mRNA 的相對表達，這可能是由于膠原降解率降低，糾正了膠原合成與降解之間的不平衡，從而增加了膠原含量和改善皮膚老化。

皮膚修復和再生需要各種組織和細胞之間的協同作用，以替代、修復和重建細胞結構和組織層中的缺陷。外泌體是影響多個過程和細胞促進皮膚修復和再生的重要因素，如促進成纖維細胞增殖和遷移、促進血管生成、調節局部對損傷的炎癥反應、促進傷口愈合早期膠原蛋白合成以提高修復速度，并在后期抑制膠原蛋白合成以抑制疤痕組織形成。

展望

近年來，越來越多的研究集中在皮膚光老化的研究和治療上，包括對干細胞應用的研究。其他研究證實，ADSCs 可以通過旁分泌和自分泌作用促進成纖維細胞增殖、分泌和遷移。此外，干細胞可以促進血管生成，參與受損皮膚組織的修復和結構重建。先前的研究還表明，ADSCs 可以通過抗氧化作用和成纖維細胞激活促進膠原蛋白分泌和其他途徑改善皮膚老化。

外泌體是細胞中對調節干細胞分泌和旁分泌很重要的結構。最近對血管重塑進行了大量研究。研究還表明，外泌體可以誘導巨噬細胞極化，促進傷口修復。這是通過干細胞衍生的外泌體中包含的微小RNA發生的，它可以調節細胞增殖和分化并促進傷口愈合。

References

C. R. Balistreri, G. Candore, G. Scapagnini, and C. Caruso, “Aging and Anti-aging Strategies,” in?Textbook of Aging Skin, Springer, 2017.L. Hu

J. Wang, X. Zhou et al., “Exosomes derived from human adipose mensenchymal stem cells accelerates cutaneous wound healing via optimizing the characteristics of fibroblasts,”?Scientific Reports, vol. 6, no. 1, article 32993, 2016.