2013年,諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予了三位科學家,表彰其在細胞間囊泡運輸調(diào)控機制領(lǐng)域作出突出貢獻。不同類型的細胞均可以通過脫牙方式釋放各種各樣的膜包裹的囊泡到細胞外環(huán)境中,大小從40納米到幾毫米不等,這些分泌的囊泡統(tǒng)稱為胞外囊泡,直徑約為30-150nm的胞外囊泡,即為外泌體(exosome)。諾獎的肯定,使得外泌體及其生理學功能成為熱點,得到廣泛的研究。
外泌體研究熱度攀升外泌體廣泛存在于血清、血漿、尿液等各種體液中,參與調(diào)控重要的細胞生理活動。參與免疫應(yīng)答、凋亡、血管生成、炎癥反應(yīng)、凝結(jié)過程,因此成為多種疾病治療的潛在靶點、早期診斷標記物、靶向藥物載體等,也是近年來生命科學及醫(yī)學領(lǐng)域的重要研究熱點。

而國內(nèi)外泌體相關(guān)文獻月度發(fā)表數(shù)量,已由2016年的每月10-20篇,增長到現(xiàn)在的每月200篇左右,呈爆發(fā)性增長趨勢(圖3)。

從項目批準的類型(圖4)來看,項目類型十分廣泛,從重點重大項目到青年科學項目均有外泌體相關(guān)研究。
從這些趨勢來看,外泌體立項必將持續(xù)走高,外泌體的研究仍大有可為!
外泌體研究方向從2019年各學科外泌體相關(guān)項目中標數(shù)統(tǒng)計來看(圖5),近年來外泌體發(fā)表的文章絕大部分與其在腫瘤的形成,耐藥性,檢測等方面有關(guān)。

外泌體臨床與五大疾病的研究進展
外泌體與心血管疾病
研究證實,干細胞源性外泌體具有與干細胞相似的心臟保護功能,能促進血管生成,減少細胞凋亡,減少應(yīng)激帶來的損傷。
與干細胞相比,外泌體更穩(wěn)定,較少引起受體細胞的突變以及免疫排斥反應(yīng),有望成為治療心血管疾病的有效方法。2015年的一項研究發(fā)現(xiàn),間充質(zhì)干細胞源性外泌體移植后能顯著提高心肌細胞的存活率,并能抗心肌細胞損傷,促進新生血管形成,改善心臟功能。
其他研究也證實了間充質(zhì)干細胞源性外泌體具有抗炎、抗心肌細胞凋亡、促進心肌細胞再生的作用。
在這些研究結(jié)果被發(fā)現(xiàn)之前,2011年華中科技大學同濟醫(yī)學院ChengM及其團隊的一項隨機對照試驗表明間充質(zhì)干細胞源性外泌體中的miR-133與miR-328或許可以用于急性心肌梗死的早期診斷。外泌體與腫瘤
近年來將間充質(zhì)干細胞作為細胞載體參與腫瘤靶向治療的研究顯示,基因修飾后的間充質(zhì)干細胞可在到達腫瘤或炎癥部位后,持續(xù)穩(wěn)定地產(chǎn)生治療因子發(fā)揮腫瘤抑制作用,為腫瘤免疫細胞治療提供了新的可能。
而近些年的研究發(fā)現(xiàn),間充質(zhì)干細胞對腫瘤的調(diào)節(jié)作用也可通過旁分泌外泌體介導(dǎo)。外泌體能將RNA轉(zhuǎn)運到特定的靶細胞中,在腫瘤微環(huán)境的形成、腫瘤的侵襲與轉(zhuǎn)移、腫瘤細胞免疫、腫瘤乏氧環(huán)境、腫瘤血管生成、腫瘤干細胞等方面均發(fā)揮重要的作用。2017年的一項研究報道分別收集26例健康成人、29例肺結(jié)核患者與94例肺癌患者為試驗對象,提取其血清外泌體miRNA并開展臨床檢驗,研究結(jié)果顯示出血清外泌體miR-21有助于肺癌的臨床檢出,并提出將其作為診斷標志物可積極改善肺癌的診斷效果。
同年,還有研究報道評價了三陰乳腺癌細胞受脂肪干細胞來源外泌體的影響情況,試驗分析表現(xiàn)脂肪干細胞來源外泌體能夠?qū)θ幦橄侔┘毎w移形成明顯促進作用,但并未影響其細胞增殖,并且在阿霉素耐藥方面無顯著作用。外泌體與糖尿病
當前已有研究將外泌體引入糖尿病領(lǐng)域,為該領(lǐng)域的研究打開了新的局面,糖尿病與外泌體的關(guān)系已受到廣泛關(guān)注。研究表明,外泌體參與了糖尿病及其相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生與發(fā)展,它不僅可以作為糖尿病早期診斷和分期的生物學標記,還可作為糖尿病治療的靶點,更重要的是可以監(jiān)測糖尿病患者對治療的反應(yīng),為實施糖尿病的個體化治療提供依據(jù)。外泌體與骨關(guān)節(jié)炎相關(guān)疾病
在過去的十幾年中,隨著外泌體的發(fā)現(xiàn)、鑒定和研究的深入,除了諸多研究發(fā)現(xiàn)病理情況下細胞分泌的外泌體對于骨關(guān)節(jié)炎疾病的病理生理進程具有重要作用之外,還發(fā)現(xiàn)了外泌體作為良好的生物信號傳遞因子,具有更加強大的軟骨再生修復(fù)的應(yīng)用潛能。在2017年的一項研究中發(fā)現(xiàn),脂肪來源的間充質(zhì)干細胞能夠?qū)﹃P(guān)節(jié)軟骨發(fā)揮抗炎和細胞保護作用。研究者在用白細胞介素刺激的軟骨細胞中加入含有外泌體的間充質(zhì)干細胞來源的條件培養(yǎng)基,結(jié)果表明,間充質(zhì)干細胞來源的外泌體能夠下調(diào)衰老相關(guān)的β-半乳糖苷酶活性,并且減少了炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生。此研究表明間充質(zhì)干細胞來源的外泌體對異常的軟骨細胞代謝起到了積極作用。外泌體與皮膚疾病
近年來,研究人員將外泌體與皮膚疾病聯(lián)系起來,發(fā)現(xiàn)外泌體不僅參與皮膚生理、病理過程,如調(diào)節(jié)皮膚微環(huán)境中促炎細胞因子分泌,促進皮膚缺損處血管新生及膠原沉積,以及調(diào)節(jié)皮膚成纖維細胞增殖分化,同時還在皮膚微環(huán)境發(fā)生病變時發(fā)揮特異性信息傳遞作用,進而促使增生性瘢痕、皮膚硬化及皮膚黑色素瘤等皮膚疾病的發(fā)生。研究表明,使用人臍帶間充質(zhì)干細胞分泌的外泌體對嚴重燒傷誘導(dǎo)的過度炎癥具有顯著的有益效果。最近研究人員發(fā)現(xiàn)外泌體可用于皮膚創(chuàng)傷后的傷口愈合,且能有效防治增生性瘢痕、黑色素瘤等皮膚疾病,為外泌體的研究方向提供了一個嶄新的方向。
展望外泌體在心血管系統(tǒng)、外傷性腦損傷、肌肉骨骼系統(tǒng)、肝損傷、腎損傷、皮膚損傷等方面都展現(xiàn)出強大的修復(fù)再生和保護能力,在現(xiàn)代醫(yī)學領(lǐng)域具有不可估量的應(yīng)用價值,因此外泌體無疑會成為細胞治療時代一個值得期待的研究方向,我們也期待,隨著研究的深入,外泌體能創(chuàng)造更多可能性!

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