近年來，隨著組織工程與再生醫(yī)學的發(fā)展，干細胞作為優(yōu)秀的種子細胞被廣泛應用于再生醫(yī)學各個領域，但依然存在著移 植后細胞存活率和再生能力下降、出現(xiàn)免疫排斥、倫理監(jiān)管等問題，因此很難普遍而安全地使用干細胞銀行來進行再生醫(yī)學應用。

干細胞的旁分泌作用自被發(fā)現(xiàn)以來，受到了極大的關注，越來越多的證據(jù)支持干細胞 以旁分泌方式活動的觀點，尤其是外泌體的分泌對其生物學功能起著至關重要的作用。

外泌體是一類包載有生物活性分子如脂類、核酸、蛋白質(zhì)等的膜性囊泡，直徑大小約為30～150nm，是已知的最小的胞外囊泡。外泌體可由絕大多數(shù)類型的細胞分泌產(chǎn)生，如腫瘤細胞、內(nèi)皮細胞等；亦可存在于血液、腦脊液及乳汁等體液中。與干細胞有著相類似的功能，在細胞通訊、免疫應答、修復組織損傷等方面有著不可忽略的作用。

目前在骨/軟骨組織修復、神經(jīng)組織再生、肝腎組織再生、肌肉組織修復、血管組織再生、味蕾再生、牙再生等領域也已開展了關于干細胞外泌體在組織工程與再生醫(yī)學方面的臨床前期研究。

外泌體的優(yōu)點

1. 外泌體來源豐富、收集簡便。

2. 外泌體穩(wěn)定性高、可長期存儲。

3. 外泌體具有更好的安全性、可規(guī)避干細胞治療風險。

4. 外泌體是一種理想的載體。

5. 外泌體應用范圍廣泛。

干細胞外泌體的臨床前研究

軟骨再生：Zhang等對大鼠骨軟骨缺損處進行干細胞外泌體注射，術后在關節(jié)內(nèi)注射人胚胎間充質(zhì)干細胞外泌體100μg治療，術后組織學分析結(jié)果表明，外泌體處理組透明軟骨表面均一光滑，并與周圍軟骨融合充分；Zhang等在隨后的介導的軟骨修復機制研究中發(fā)現(xiàn)，間充質(zhì)干細胞外泌體可通過增強軟骨細胞增殖能力、減少細胞程序性死亡和介導免疫反應來實現(xiàn)軟骨修復。

骨再生：Jia等從大鼠內(nèi)皮祖細胞外泌體局部注射到大鼠牽張后脛骨間隙中，評價內(nèi)皮祖細胞外泌體對骨再生和血管生成的影響，結(jié)果表明外泌體通過刺激血管生成，促進了牽張成骨這一過程中的骨再生。因此，外泌體可大大提高牽張成骨治療骨缺損的質(zhì)量和減少臨床診治所需的時間。

皮膚再生：Hu等研究表明，脂肪間充質(zhì)干細胞外泌體可被成纖維細胞攝取內(nèi)化，在外泌體作用下成纖維細胞有著優(yōu)于對照組的增殖能力、遷移能力以及膠原生成能力。對患有皮膚缺損傷口的小鼠背部注射脂肪間充質(zhì)干細胞外泌體，作為對照組，并以注射磷酸緩沖鹽溶液作為陽性對照組。

該研究證實，脂肪間充質(zhì)干細胞外泌體可以縮短小鼠皮膚切口創(chuàng)面愈合時間，并減少瘢痕形成，表明脂肪間充質(zhì)干細胞外泌體在軟組織傷口愈合過程中有著廣闊的臨床應用前景。

血管再生：間充質(zhì)干細胞在誘導和促進血管生成中的作 用機制還有待于進一步的研究，但其外泌體很有可能參與了這一過程，相關研究表明使用不含有外泌體的條件培養(yǎng)基會使血管生成過程受到影響。隨著進一步的研究探討，發(fā)現(xiàn)血小板衍生生長因子或外泌體中的mRNA及miRNA與血管再生有著密切關系。

味蕾再生：口腔癌近年來發(fā)病人群持續(xù)增多，其中舌癌較為多見。Zhang等以大鼠舌缺損模型為研究對象，證明了將牙齦間充質(zhì)干細胞或其外泌體與小腸黏膜下層細胞外基質(zhì)聯(lián)合可促進舌乳頭再生。

神經(jīng)組織再生：越來越多的研究證實，外泌體對中風和神經(jīng)損傷后的神經(jīng)恢復有著非常重要作用。Zhang等對大鼠外傷性腦損傷后采用骨髓間充質(zhì)干細胞產(chǎn)生的外泌體進行治療，對腦損傷后的功能恢復十分有利，一方面促進血管重塑和神經(jīng)軸突生長及突觸發(fā)生，另一方面抑制神經(jīng)炎癥因子的產(chǎn)生。目前，大量動物實驗表明外泌體在神經(jīng)系統(tǒng)中具有較好的修復作用，如外泌體可應用于脊髓損傷、腦卒中等。

心肌再生：Bian等對 Wistar大鼠進行急性心肌梗死造模，造模成功后心肌內(nèi)注射人骨髓間充質(zhì)干細胞來源的外泌體，經(jīng)血流動力學分析、心臟功能評價等發(fā)現(xiàn)外泌體可以改善大鼠的血流恢復，并縮小梗死面積。

肝臟組織再生：Tan等將間充質(zhì)干細胞外泌體經(jīng)脾內(nèi)注射于藥物性肝損傷小鼠模型，通過血清學及組織化學評價來評估肝損傷的治療效果，結(jié)果顯示外泌體可以改善肝損傷；隨后的對乙酰氨基酚（APAP）和過氧化氫（H2O2）體外肝損傷模型研究結(jié)果表明，外泌體可以通過誘導位于靜止期（G0）的肝細胞在APAP或H2O2誘導損傷后重新進入細胞周期（G1），從而調(diào)節(jié)肝細胞的增殖；同時，外泌體也可以增強G1期轉(zhuǎn)錄因子的表達。腎臟組織再生：Zhou等建立了順鉑誘導的大鼠急性腎損傷模型，經(jīng)腎包膜注射人臍帶間充質(zhì)干細胞外泌體，發(fā)現(xiàn)外泌體能夠有效抑制大鼠腎小管細胞的程序性死亡，提高腎小管細胞的分裂能力，且能夠逆轉(zhuǎn)由順鉑導致產(chǎn)生的腎氧化應激。同時，相關機制 研究結(jié)果表明，外泌體主要通過激活細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（ ERK1/2）信號通路來發(fā)揮其作用，使受損細胞重新恢復增殖能力，從而達到腎損傷的修復作用。

肺組織再生：Li等采用小鼠肺缺血再灌注模型和體外低氧復氧模型，利用原代小鼠肺內(nèi)皮細胞研究間充 質(zhì)干細胞外泌體是否能夠減輕肺缺血再灌注損傷，結(jié)果表明外泌體可以減輕肺水腫和功能障礙，并減少炎癥因子腫瘤壞死因子-α、白細胞介素-1β、白細胞介素-6等的釋放，同時證實了外泌體可抑制肺上皮細胞內(nèi)源性和外源性凋亡途徑，改善細胞的程序性死亡，且依賴于miR-21-5p的表達。

通過瀏覽美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）臨床試驗網(wǎng)站，僅發(fā)現(xiàn)兩項關于外泌體促進組織再生的臨床試驗正在開展中，一項是關于外泌體治療腦卒中患者，另一項是關于外 泌體對黃斑裂孔的修復能力。

小結(jié)

干細胞外泌體目前在骨/軟骨組織修復、神經(jīng)組織再生、肝腎組織再生、肌肉組織修復、血管組織再生等領域均已進行了大量的臨床前期研究， 展現(xiàn)了外泌體的再生潛能。

基于外泌體的治療是一種很有前途的治療手段，從干細胞中提取外泌體并加以純化和儲存，可以為未來各種疾病的治療以及組織再生提供一種全新的治療模式。當然，干細胞外泌體要真正應用于臨床實踐，還需要更多設計良好的臨床前期實驗和臨床隨機對照研究。