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外泌体(exosome)是一类直径约为30-150 nm、具有完整脂质膜结构的细胞外囊泡,主要负责细胞间的物质运输和信息传递。外泌体于1983年在绵羊网织红细胞中首次被发现,并于1987年由Johnstone正式命名为“exosome”。
人体内几乎所有类型的细胞均能分泌外泌体。它们广泛存在于血液、唾液、尿液等多种体液中,携带并递送蛋白质、mRNA、miRNA、lncRNA、脂质等多种生物活性分子,构成一种重要的细胞间通讯系统,参与调控细胞通讯、迁移、血管新生、免疫应答及肿瘤生长等多种生理和病理过程。
外泌体的形成与作用机制
外泌体的形成过程简述如下:细胞膜内陷→形成早期内体→分选货物并成熟为晚期内体→晚期内体内膜出芽形成腔内囊泡并形成多泡体(MVB)→MVB与质膜融合→释放腔内囊泡(即外泌体)至胞外。
释放后的外泌体可通过多种方式影响靶细胞:
直接信号激活: 外泌体表面的蛋白质或脂质配体与靶细胞膜表面受体结合,直接激活下游胞内信号通路。
内容物递送: 外泌体通过内吞作用被靶细胞摄取,或与靶细胞质膜直接融合,将其携带的功能性分子(如蛋白质、核酸、脂质等)释放到靶细胞内,从而调控细胞功能及生物学行为。
外泌体修复皮肤损伤的机制
研究表明,源自不同组织(如脐带、脂肪)的间充质干细胞外泌体(MSC-exo)在促进皮肤损伤修复方面具有显著作用,其机制主要包括:
▉ 促进皮肤细胞增殖与胶原合成
MSC-exo能够有效促进皮肤成纤维细胞和上皮细胞的增殖,加速上皮再生。例如,脐带来源MSC-exo(UCMSC-exo)可上调成纤维细胞中N-cadherin、Cyclin-1、PCNA、I型胶原和III型胶原的基因表达,从而促进其增殖和胶原合成。实验证实,脂肪来源MSC-exo(ADSC-exo)能够迁移(归巢)至皮肤切口部位,显著加速伤口愈合。
▉ 促进血管新生
血管新生是MSC-exo促进皮肤修复的关键机制之一。MSC-exo富含多种促血管生成因子(如VEGF等蛋白质)及调控性RNA(如特定的miRNA)。这些分子可诱导内皮细胞表达促血管生成因子,并促进内皮细胞和平滑肌细胞的增殖与迁移,从而修复受损血管并形成新的毛细血管网络。
▉ 抑制瘢痕形成
严重创伤或烧伤常导致过度瘢痕形成,影响外观和功能。研究表明,MSC-exo具有抑制瘢痕形成的作用。例如,UCMSC-exo在伤口愈合早期促进I型和III型胶原的生成以加速愈合;而在愈合后期,则能下调胶原蛋白的过度表达,从而减少瘢痕组织的形成。
▉ 调节皮肤损伤部位的免疫反应
适度的炎症反应是启动皮肤修复的必要步骤(损伤后24-36小时中性粒细胞浸润,48-72小时巨噬细胞浸润)。然而,过度或持续的炎症会阻碍愈合。MSC-exo可通过以下方式发挥免疫调节作用:
巨噬细胞极化: 促进伤口处巨噬细胞向具有抗炎和组织修复功能的M2表型转化。
T细胞调节: 抑制效应T细胞过度增殖,并可能促进调节性T细胞(Treg)的形成?;罨?/span>Treg细胞可通过减少促炎因子(如IFN-γ)产生和抑制促炎性M1型巨噬细胞的积聚来促进愈合。
B细胞调节: 研究显示MSC-exo可能调节B细胞活性(如抑制其过度增殖或促进调节性B细胞功能),从而参与免疫稳态的恢复。
结论
综上所述,MSC-exo通过促进皮肤细胞增殖与胶原合成、诱导血管新生、抑制过度瘢痕形成以及精细调控损伤局部的免疫反应等多重机制,有效促进皮肤损伤修复。这些特性使其在烧伤烫伤、糖尿病足溃疡、系统性硬化症相关皮肤病变、皮肤老化以及光损伤修复等领域展现出广阔的应用前景。
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