外泌体(Exosomes)是细胞分泌的细胞外囊泡的一部分,是细胞胞膜系统通过主动分泌排出的一种直径40~150nm的盘状小囊泡,四跨膜蛋白CD9、CD63和CD81是外泌体常用的分子标志物。外泌体含有蛋白质、mRNA、miRNA、脂质、酶。外泌体作为细胞之间物质和信号通讯的途径,不同的细胞通过分泌携带不同组分的外泌体实现细胞间通讯,这些外泌体被受体细胞吸收,通过物质交换或释放内含物实现物质和信号的交流。外泌体广泛分布于体液中,包括血液、唾液、脑脊液等,可来源于多种细胞,其中以MSCs分泌的外泌体(MSC-Exos)能力较强。
2013年James E. Rothman,Randy W. Schekman,Thomas C. Südhof因为他们发现了调节囊泡(外泌体)运输的机制,这是细胞主要的运输系统,而荣获诺贝尔生理或医学奖。
外泌体生物特性:
1、具有高度生物相容性:如果它们来自适当的细胞,例如间充质干细胞(MSCs)或未成熟的DC,则同时具备免疫惰性;
2、能够穿越人体厚实的组织屏障:如血脑屏障(BBB)等。正常情况下,外泌体可以直接用作和免疫调节的潜在治疗剂。
免疫原性低:外泌体比细胞具有更低的免疫原性。
易保存:外泌体在-20℃下储存6个月,-80℃长期保存,同时不会损失其生化活性。
稳定:外泌体可保护其内容物免于降解,从而防止某些活性成分快速降解。
可量产:外泌体可在培养基内大量富集。
可控制:外泌体功能可通过改变细胞环境来改变
干细胞外泌体分离和提纯方法
干细胞外泌体主要生物功能
1.抗炎和免疫调节作用
2.抗纤维化作用
3.抑制氧化应激作用
4.增强血管再生
5.促进干细胞分裂和自我更新
干细胞外泌体的应用
1. 干细胞外泌体制药
干细胞外泌体制药已经有许多疾病在进行临床试验,如黄斑变性、肾病、Alzheimer氏病、溃疡性结肠炎、糖尿病、妊娠先兆子痫、脊髓损伤、肝病、心肌缺血损伤、神经疼痛、胰腺疾病、皮肤伤口愈合、抑制疤痕形成、抑制器官纤维化、移植物宿主病、青光眼、耳聋。
2. 药物载体:干细胞外泌体可作为肿瘤化疗药物、胰岛素、小分子药物等载体。
参考文献:LeBleu, R.K.a.V.S., The biology, function, and biomedical applications of exosomes. Science, 2020. 367(6478).