什么是间质干细胞衍生的外泌体
在 1980年以前,科学家只发现细胞们会不断分泌一些小泡泡,以为是细胞排出的废弃物。但是,这些泡泡在近年被重新发现具有帮助组织修復的能力,才开始受到关注。
外泌体(Exosome) 是细胞分泌出来的奈米等级小泡泡(30-150nm)。泡泡里面含有核酸、脂质、生长因子、蛋白质等物质,这些泡泡会被传递出去,当被周围的细胞吸收时,细胞就像是接收到命令一样,开始发挥不同的功能。
外泌体是负责运送货物的泡泡
事实上,细胞就好比是物流中心,而外泌体是要运送货物的载具,控制着货物在正确的时间送达正确的位置,包括送到隔壁或远端的细胞。
Photo source: https://m.dt.co.kr/contents.html?article_no=2023020502109931040003外泌体的研究
科学家在培养干细胞的过程中发现,干细胞会持续排出外泌体,而外泌体可与周遭其他细胞产生交互作用,促使细胞进行修復。近年来已有多项研究证实,干细胞外泌体具有以下功能,且对不同的健康问题产生积极影响:
1. 组织修復:促进组织生长和伤口癒合,也能修復烧伤部位;如肝损伤、肾损伤等。
2. 关节修復:促进软骨组织再生;如退化性关节炎等。
3. 免疫调节:减少过度发炎、加速清除体内异常细胞;如自体免疫疾病等。
4. 神经退化:促进神经细胞增生;如阿兹海默症、帕金森氏症等。
5. 医美治疗:刺激胶原蛋白和弹力蛋白的合成、刺激毛囊生髮;如抗衰老、除疤、育髮等。
6. 抗氧化:减少自由基产生,以增加细胞存活率;如心血管疾病等。
干细胞外泌体促使脑神经再生活化
国家卫生研究院细胞与系统医学研究所李华容副研究员研究团队歷经7年的研究,发现利用特殊技术刺激间质干细胞,可分离出具有修復细胞功能的「干细胞外泌体」(Stem Cell-derived Exosomes),并从中鑑定出促使脑神经再生及脑部功能恢復之活性物质,对再生医疗带来新的突破。此系列研究已分别于2019、2020年发表于国际再生医学权威期刊《STEM CELLS Translational Medicine》,并获得国外媒体专栏报导。
2021年,一篇发表在《STEM CELLS Translational Medicine》的文章指出,人类羊水干细胞所分泌的外泌体成份还具有保护神经细胞的能力。分析发现,这些外泌体参与活化抗凋亡机制的讯息调控,进而使得神经元减轻认知丧失,以及减缓神经细胞的凋亡。
外泌体能调节免疫功能
间质干细胞具有免疫调节特性,能治疗发炎性疾病,而研究显示,间质干细胞分泌的外泌体具有和细胞相同的免疫调节特性,例如骨髓间质干细胞的外泌体,可改善类风溼性关节炎的发炎程度,目前也有多项临床试验持续验证其功效。文献进一步指出,如NK细胞、树突细胞、T细胞等等,会藉由吸收间质干细胞的外泌体来调整行为。目前学术界也认同miRNA有助于细胞调节免疫反应的功能。
外泌体能抗衰老
正因为外泌体含有许多生长因子,对于修復组织有一定的效用,也因此被认为具有帮助去除老废细胞,并促进细胞再生的功能,近几年外泌体在皮肤美容领域具有重要地位,它与伤口癒合、促进胶原蛋白增生、减缓皮肤老化、减少疤痕形成等方面密切相关。
目前在全球也已有许多採用外泌体所开发的皮肤保养产品,功能包含减少色素沉淀、减少细纹、改善皮肤弹性等,从而改善肤质、均匀肤色,达到逆龄再生、修復的可能。也就是说,目前外泌体的应用已不仅仅是帮助伤口修復,含外泌体的保养品已成为抗老的新趋势。
外泌体能促进头髮再生
在头皮和毛囊细胞中,外泌体被认为是促进生髮的潜在因子。外泌体能调节毛髮的生长週期,刺激外根鞘细胞的增生和分化,也能够促进毛囊乳突细胞的生长与迁移能力,并能抑制细胞凋亡。举例来说,日本的团队发表了外泌体治疗秃头的效果,在6~8次的头皮注射之后,髮量明显变多、髮际线范围也有改变,效果至少能维持一年半。
外泌体的优势
1. 易吸收:奈米级大小,且能穿透血脑屏障。
2. 不排斥:高度与细胞相容,不产生排斥反应。
3. 安定性高:保存容易、运送过程中品质稳定。
外泌体的下一步?
台湾再生医学会前理事长张至宏教授表示,「专家学者开始思考,未来是否能将外泌体提炼出来,从中找出外泌体对于那些疾病具有治疗效果,等了解适应症后,或许可以制成标准化的药品,能广泛的应用于医疗上,也能改善干细胞疗法无法标准化的瓶颈。」