间充质干细胞、免疫细胞、外泌体源头供货

身为细胞“屎尿屁”的外泌体,真的能治愈衰老?

身为细胞“屎尿屁”的外泌体,真的能治愈衰老?

前言 
外泌体被誉为细胞治疗的下一个前沿领域。虽然它们根本不是细胞,仅仅是细胞器,但在我们体内所有细胞的交流和恢复活力方面发挥着重要作用。年龄、慢性疾病、环境因素和遗传疾病会干扰我们的干细胞与其他细胞的沟通,从而破坏愈合过程,而外泌体在这些交流过程中起着极为关键的调节作用。

同时,外泌体相当于细胞的生理和病理状态的一面 "镜子",为我们提供了许多关键信息。

外泌体是什么?

人体的组织和器官是由不同分类的人体细胞组成的,同样,细胞也是由各种具有不同功能的组件组成的,这些组件称为细胞器。当这些细胞器与细胞壁融合时就会产生外泌体(exosomes),小部分外泌体从细胞中脱落。这些类似小包裹的外泌体会包含一些物质和信息,如RNA和蛋白质。所有类型的细胞都会释放这种微小的囊泡(大小为30-100纳米),它们构成了在细胞间释放和转移多种(信号、毒性和调节)分子的重要囊泡。

 

身为细胞“屎尿屁”的外泌体,真的能治愈衰老?
外泌体及其作用机制—来源:搜狗科学百科

 

外泌体与衰老

 

最初大家认为,外泌体仅仅具有废物处理功能,帮助细胞把“屎尿屁”排泄出去(不需要的废物挪出)细胞外,然而人体排泄出尿液中都含有干细胞、大便中也含有益生菌,外泌体的价值是否也被低估了呢?最近科学家们渐渐意识到,外泌体可能也是细胞间交流的一种媒介。

 

外泌体不仅是蛋白质的载体,也是核酸[DNA、mRNA转录物、miRNA和非编码RNA(ncRNAs)]在细胞间的载体,可能影响目标细胞的基因表达。而科学家们的研究表明,病理蛋白聚集物,包括Aβ、tau和α-synuclein,是与外泌体一起从脑细胞中释放出来的。也就是说,外泌体可有助于阐明神经退行性疾病的分子机制,并且有望成为一种疾病监测的生物标志物。

 

*参考自
D’Anca M, Fenoglio C, Serpente M, Arosio B, Cesari M, Scarpini EA and Galimberti D (2019) Exosome Determinants of Physiological Aging and Age-Related Neurodegenerative Diseases. Front. Aging Neurosci. 11:232. doi:10.3389/fnagi.2019.00232 https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnagi.2019.00232/full 

 
身为细胞“屎尿屁”的外泌体,真的能治愈衰老?
年轻细胞对比衰老细胞—来源:http://news.pku.edu.cn/jxky/b1e0d34ac491424191b7a41159c4e2a3.htm

不过,尽管外泌体与神经退行性疾病相关,但对外泌体及其在生理性衰老和神经退行性疾病中的研究仍处于起步阶段。

外泌体在免疫细胞中发挥调节作用

在《转化医学年鉴》杂志上的一篇文章中,作者Beverlie Baquir和Robert E. W. Hancock指出 "间充质干细胞(MSCs)对免疫系统的调节有深远的影响"。Baquir和Hancock指出,间充质干细胞在调节免疫系统方面发挥着关键作用,——"以与外泌体关联的旁分泌的方式(细胞间交流)"。外泌体还在免疫系统细胞的功能中发挥作用,如树突状细胞(DCs)和T淋巴细胞(T细胞),它们可以吸收和分泌外泌体。

众多研究还表明,外泌体富含蛋白质和RNA,包括mRNA和microRNA。这进一步支持了外泌体的免疫促进能力,因为人们普遍认为microRNA有助于调节免疫反应。Baquir和Hancock还指出,一些研究表明,microRNA有助于调节与癌症、心脏病和败血症有关的受体细胞的功能。

 

*参考自
Baquir, Beverlie, and Robert E W Hancock. “Exosomes, your body's answer to immune health.” Annals of translational medicine vol. 5,4 (2017): 81.doi:10.21037/atm.2017.01.50 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5337206/

 

外泌体的应用场景

研究发现,由干细胞衍生出的外泌体,已经显示出显著的再生能力,用于修复机体的老化组织中很有前景。已有研究证明它们能影响细胞的自我愈合,并且在消除细胞毒素方面具有一定作用。

 

目前,外泌体疗法最常见的应用场景是皮肤美容。人类皮肤会随着时间的推移、皮肤重要成分的再生能力减弱,从而出现衰老的物理迹象(例如皱纹、色斑等)。外泌体可以在细胞水平上发挥作用,促进皮肤细胞再生。

 

在临床前研究中,发现外泌体可有效地用于延迟皮肤老化。能促进成纤维细胞的再生。成纤维细胞对保持皮肤的弹性和强度至关重要。虽然尚未对人类进行研究,但在部分西方国家,外泌体已经被用于抗衰老诊所的面部护理项目中,市面上也有含外泌体的保湿剂。

 

一些医美机构提供微创的面部服务,利用微针和外泌体产品(外泌体、生长因子、透明质酸和微RNA),帮助刺激愈合和再生新皮肤。联合皮肤填充剂(玻尿酸)在面部护理和拉皮手术中使用,以帮助提升和丰满下垂的皮肤,美容师可以使用微针注射方式将外泌体产品移植到问题皮肤区域。

 

在治疗过程中,常使用外泌体注入受损组织来实现细胞再生。一般使用的外泌体产品包含从人类捐赠者围产期组织中的间充质干细胞(MSCs)或基质细胞分离中获得。这类来源的外泌体产品包括生长因子、透明质酸和微RNA,以及细胞因子和趋化因子(两种支持细胞信号传导的蛋白质),它们共同帮助组织愈合和再生。

 

外泌体抗衰老治疗已在一定程度上被证明可以:

- 恢复面部轮廓和形状,看起来更年轻;

- 提高皮肤质量、质地和色调;

- 减少色素沉着和晒斑;

- 减少细纹和皱纹;

- 改善皮肤的紧致度。

 

身为细胞“屎尿屁”的外泌体,真的能治愈衰老?
受损皮肤示意图—来源:https://evexiasmedical.com/

 

外泌体与干细胞疗法的区别

如果把干细胞比作“物流站“,那外泌体完全可以用“快递员“来形容。

干细胞治疗涉及使用整个细胞来取代老化或有缺陷的细胞。而外泌体是指从细胞中分离出来的囊泡,上文开玩笑的把这类物质称作细胞的“屎尿屁“,其实学术机构通常把它称为“细胞信使“,这些囊泡小包裹中包含的很多影响其他细胞行为的重要物质。

虽然外泌体可以来自任何类型的细胞,但临床上有用的干细胞来源仅限于发育中的胚胎(胚胎干细胞)和骨髓、血液(成人干细胞)和脂肪组织。

再者,外泌体不是用异体细胞来取代个人的细胞,理论上来讲,只是影响和促进原本细胞功能的提高和自我修复。与干细胞治疗相比,外泌体生物技术的主要优势是接受者的排斥的风险最小。

外泌体在近两年来,被细胞行业吵得火热。对于如何分辨外泌体吃瓜群众一知半解,目前,这个概念更多的被用在延缓衰老的研究中,从“外泌体“护肤品到药物传递,很多人被收了智商税。

也许在不远的将来,科学界将研发出更多被改造后的外泌体,它们搭载着抗衰老药物,精准“轰炸“衰老细胞,让我们抗衰有望。

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