引用本文： 李曉, 劉玲英, 柴家科. MSCs來源exosomes促進組織損傷修復的研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2015, 29(2): 234-238. doi: 10.7507/1002-1892.20150049 復制
MSCs由于來源廣泛、獲取便利、擴增迅速而被廣泛應用于多種疾病的治療，既往研究者認為MSCs移植后的分化修復潛能對損傷組織具有關鍵作用，但近來研究顯示其旁分泌的多種營養因子也發揮了關鍵作用[1]。Exosomes，又稱外泌體，是MSCs旁分泌物質中一類具有生物學活性的小囊泡，目前多項體內外實驗證實其通過在細胞間傳遞生物活性信息，發揮了抑制凋亡、刺激增殖、促進血管化并調節免疫反應等功能[2]。現對有關MSCs來源exosomes（MSCs-exosomes）在組織損傷修復中的研究進展作一綜述。
1 MSCs治療現狀
以往研究認為MSCs移植后可遷移至患處，分化再生成原有組織，從而發揮修復損傷的作用[3]。近來大量文獻報道，MSCs培養上清中含有多種營養因子可抑制細胞凋亡，促進增殖，獲得與MSCs移植相似的療效，提示MSCs修復損傷的療效并不完全依賴于移植后分化，可能更多來自于其旁分泌的營養物質[4]。截至2010年世界范圍內關于MSCs的101項臨床試驗中，有65項著眼于其旁分泌的生物活性因子，僅有36項基于其分化再生潛能。這種研究方向的轉變，使得MSCs由一項以細胞為基礎的移植、再生、替代治療轉變為以生物學為基礎的分泌、旁分泌生物因子治療[5]。
與使用活體大細胞治療相比，生物學治療在臨床應用上具有諸多優勢。其一，完整的活細胞體積較大，會增加末梢微血管阻塞風險。有研究顯示動脈注射MSCs后導致大鼠出現肺栓塞，死亡率達25%～40%[6]。其二，MSCs可能在損傷修復完成后仍保持較強的生物學活性，從而導致腫瘤形成。其三，MSCs強大的分化潛能可能產生不適合患處修復的細胞，例如心肌梗死經MSCs移植后成骨化和鈣化發生率顯著增高（51.2%）[7]。
2 Exosomes來源與作用
MSCs可旁分泌多種生物活性因子，如可溶性趨化因子、細胞因子、生長因子等，還包含一種納米級的小囊泡exosomes。Exosomes是一種由細胞內多胞體與胞膜融合后釋放到細胞外環境的膜性脂質小囊泡，直徑40～100 nm，其內載有功能性蛋白質、mRNA及microRNA（miRNA）等物質，在細胞間的信息傳遞過程中發揮重要作用[8-9]。人體內大多數細胞可分泌exosomes，不同來源exosomes內所載物質與其來源細胞的細胞表型和功能有關，相同細胞不同狀態時分泌的exosomes功能也會隨之發生變化[10]。Ex osomes傳遞至靶細胞的作用途徑較多樣，其可直接結合到靶細胞表面，也可作為靶細胞表面受體的配體間接介導細胞間相互作用，還可通過內分泌或旁分泌方式作用于較遠處的靶細胞[11]。Ex osomes在靶細胞內的作用方式亦較復雜，exosomes內載有的mRNA可在靶細胞內翻譯出相應蛋白質，miRNA可通過降解靶細胞內mRNA或抑制mRNA翻譯來調控目的蛋白的表達，而小干擾RNA則可直接敲除靶細胞中的目標基因發揮基因沉默作用[12]。
Exosomes具有選擇性加載并在細胞間轉移各種生物活性物質的特性，使其作為一種旁分泌介質在MSCs及受損細胞間傳遞信息，由于信息交換是雙向的，受損細胞釋放的exosomes可以重調MSCs，使其獲得受損細胞特異性表型，而MSCs釋放的exosomes則可使損傷后殘存細胞周期重置和組織自我更新去分化，從而促進受損細胞修復[13]。有研究者[14]將BMSCs與受損的肺上皮細胞共培養，發現受損肺細胞釋放的exosomes中含有大量肺上皮細胞特異性mRNA，將這些信息傳遞至BMSCs后其表面可表達肺特異性基因和蛋白，因此，受損組織釋放exosomes介導的信息傳遞不僅能重塑MSCs細胞表型，還能影響其功能。
目前發現exosomes主要通過參與以下3種生物化學反應在組織修復中發揮作用。其一，ex osomes通過糖酵解增強細胞三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）產生。MSCs-exosomes除了載有參與糖酵解所需的5種ATP酶，還含有1種強有效的磷酸果糖激酶變構激活劑--PFKFB3，PFKFB3能催化糖酵解，這5種ATP酶及PFKFB3均可增加高代謝細胞的糖分解率[15]。將MSCs-exosomes加入寡霉素處理的H9C2細胞后 15 min，ATP水平上升75.5%±28.8%，30 min后上升55.8%±16.5%，由于寡霉素可抑制細胞自身線粒體ATP酶，因此增加的ATP含量可體現MSCs-exosomes引起的糖酵解能力[16]。由于糖酵解反應是生長與修復過程中合成生物因子的重要環節，提示MSCs-exosomes可能通過增加受損細胞的需氧糖酵解，增加合成代謝活性，減少損傷，促進受損細胞修復。其二，exosomes通過CD73磷酸化ERK和AKT。Ras/Raf/MEK/ERK（MAPK）和PTEN/PI3K/AKT/mTOR是目前已知最重要的調節增殖和凋亡的信號通路，這兩條通路的活化是組織修復和改善組織損傷（如燒傷、上皮損傷、心肌梗死）的關鍵[17]。經鑒定發現CD73存在于MSCs-exosomes中，將MSCs-exosomes加入無血清H9C2心肌細胞中可引起ERK1/2和AKT磷酸化，從而活化抗凋亡信號通路[18]。其三，exosomes能抑制補體系統。補體活化能招募白細胞和肥大細胞，增加血管滲透性及炎性反應，其中膜攻擊復合物堆積于細胞表面形成跨膜通道可引起細胞溶解。CD59是一種廣泛分布的GPI錨定膜蛋白，存在于MSCs-exosomes，有實驗發現補體介導的羊紅細胞裂解可被MSCs-exosomes通過CD59依賴途徑所抑制，從而減輕炎性反應[19]。
3 MSCs-exosomes在不同組織損傷中的修復作用
3.1 腎損傷
最早關于MSCs-exosomes的療效研究始于腎損傷，研究發現MSCs是依靠短暫募集腎血管化從而恢復受損腎單元，而并非直接分化形成腎小管，說明MSCs旁分泌因子能夠被上皮細胞利用，直接發揮修復作用[20]。隨著對exosomes了解的深入，Bruno等[21]發現在體外，MSCs-exosomes可刺激腎小管上皮細胞增殖、抵抗凋亡；在體內，甘油導致的急性腎損傷SCID小鼠經MSCs-exosomes治療后可加速形態和功能的修復，且其修復程度與MSCs移植治療相似。在順鉑誘導的急性腎損傷小鼠模型中，單次注射MSCs-exosomes可提高小鼠生存率，但不能預防慢性腎損傷，而多次注射后不僅能提高小鼠生存率，還能預防慢性腎損傷[22]。在體外實驗中，研究者發現這種保護作用是通過抑制細胞凋亡蛋白酶Caspase-1、8，并上調抗凋亡基因Bcl-xL 和Bcl2實現。該研究組進一步研究發現，在腎臟缺血再灌注損傷后立即單次給予MSCs-exosomes治療，可有效保護急性腎損傷，還可預防遠期慢性腎損傷[23]。研究者還觀察到在缺血再灌注損傷大鼠體內，exosomes注射入體內后暫時位于腎小球和中央腎小管處；與之相反的是，正常大鼠注射exosomes后則很快被肝臟捕獲，腎臟中并無沉積，說明MSCs-exosomes對損傷組織可能存在靶向趨化性。He等[24]發現MSCs-exosomes對殘余腎也有保護作用，對腎臟切除了5/6的小鼠給予單次MSCs-exosomes注射后即可減輕腎損傷，保護殘余腎功能，預防腎臟纖維化。Reis等[25]發現BMSCs培養上清液或MSCs-exosomes均可將急性腎損傷減至最小，但將兩者經RNA酶處理后該保護作用消失。因此，目前研究者普遍認為MSCs-exosomes無論在體內還是體外，都是通過傳遞功能性的mRNA發揮保護作用。
3.2 心肌損傷
既往發現MSCs移植后有助于減輕急性心肌梗死范圍，提高左心室射血分數，增加毛細血管密度和心肌灌注[26]。研究者們[27-28]將MSCs培養上清液經25倍濃縮后注射入豬心肌缺血再灌注損傷模型中，能縮小心肌梗死面積并有效保護心臟功能；隨后他們將MSCs培養上清液按直徑大小分級過濾后，通過靜脈或冠狀動脈分別注射入小鼠心肌缺血再灌注模型內，發現僅有相對分子質量＞100萬且直徑在50～100 nm的復合物發揮了療效，而其他大小的微粒并無保護作用，該復合物即MSCs-exosomes。目前對于MSCs-exosomes對心肌缺血再灌注發揮保護效應的具體機制還不清楚，MSCs-exosomes介導的損傷保護是否類似MSCs移植后作用，即依賴于釋放的趨化因子或生長因子，或是否也能像修復腎損傷一樣向受損心肌細胞直接轉移mRNA或miRNA從而發揮保護作用，仍需進一步研究論證。但應注意MSCs-exosomes能模仿MSCs細胞表型，并對心肌梗死動物模型起到保護作用。因此，通過MSCs-exosomes調控血管生成和促進損傷細胞修復有望成為組織損傷修復的治療新策略。
3.3 腦損傷
有報道顯示在腦卒中大鼠模型中，經靜脈給予MSCs-exosomes后，可通過分泌神經保護因子和血管生成因子對損傷腦組織發揮保護作用[29]。有文獻顯示miR-133b特異性表達于中腦多巴胺神經元中，能調節酪氨酸羥化酶的產生和多巴胺的運輸[30]。Xin等[31]發現中腦動脈阻塞小鼠模型經MSCs治療后同側半球內miR-133b水平升高，且miR-133b及后續NGF的升高均依賴于MSCs-exosomes中miR-133b向神經元或星形膠質細胞的釋放。由此看來，除了神經保護因子和血管生成因子等營養成分外，MSCs-exosomes中載有的miRNA在腦損傷疾病中也能發揮保護作用。隨后該研究組將MSCs加入血管阻塞的中腦組織后，其分泌的exosomes中miR-133b含量顯著升高，提示MSCs可能通過升高治療性exosomes水平來應對損傷刺激[32]。近來還有研究者發現MSCs-exosomes可能改善阿爾茨海默病，該病最重要的神經病理改變之一是β淀粉樣蛋白產生和降解失衡導致其在大腦中異常蓄積，值得關注的是，脂肪MSCs-exosomes有助于β淀粉樣蛋白的清除，但骨髓MSCs-exosomes可能無此效果，是否不同來源MSCs具有不同療效則有待進一步深入探討[33]。
4 展望
目前研究者對于MSCs-exosomes的臨床應用策略已有較完整的設想，即首先從患者本身或同種異體的供體獲得大量MSCs；其次擴增MSCs以獲取足量exosomes，同時可對MSCs進行選擇性干預或基因處理，選擇特異性轉運的exosomes以提高靶向性；接下來從MSCs條件培養基中提取exosomes，在這一步可修飾exosomes攜帶的各種RNA或向exosomes內加載藥物以增強其療效；最后將MSCs-exosomes通過最佳給藥途徑給予患者[34-35]。
增強對MSCs-exosomes生物學特性的了解，將有助于未來更好地探討其在臨床應用中的潛能，MSCs在促進損傷組織修復中發揮的巨大療效提示MSCs-exosomes可能會有更廣闊的應用前景。蛋白、mRNA及miRNA的微陣列分析可為exosomes的詳細組分提供更多有效信息，有助于進一步探索MSCs-exosomes的治療潛力。盡管在動物模型中發現MSCs-exosomes具有一定效果，但該研究仍處于初期階段，關于exosomes治療策略的制定仍需大量研究探索[36]。首先，進一步揭示exosomes生物學機制。目前有研究發現調節部分細胞內蛋白的基因表達或微環境pH值可增加MSCs-exosomes的含量，但應注意的是，在提高MSCs-exosomes產量的同時，還應維持正常的MSCs細胞表型，以避免影響exosomes療效[37]。其次，MSCs-exosomes運輸至靶細胞或靶器官的路徑。研究者大多認為可通過修飾exosomes表面蛋白用以契合靶細胞表面的特異性受體。Alvarez-Erviti等[38]發現exosomes中的mRNA通過不同轉運方式到達肌細胞和神經細胞，是否不同類型靶細胞具有不同的運輸機制也需考慮。此外，加強對exosomes攝取機制的了解也有助于提高exosomes運輸效果。有研究發現[13] exosomes可被免疫細胞通過吞噬作用所攝取，但非免疫細胞對exosome攝取的機制目前仍不清楚。第三，提高MSCs-exosomes療效。一種方式是通過修飾來源MSCs過表達目的基因，從而增加exosomes內特異性蛋白質、mRNA或miRNA的含量；而另一種方式則是基于MSCs受到外界環境刺激后可產生不同應答改變細胞表型，從而分泌特異性exosomes的特性，例如將MSCs暴露于炎性因子刺激下，可能提高exosomes中抗炎因子的含量[39]。未來，選擇疾病相關的特異性預刺激干擾MSCs后，可能獲得有效的exosomes加載物有助于疾病的特異性治療；同時，對損傷機制的深入綜合了解將有助于適當刺激物的選擇[39]。第四，延長exosomes半衰期。盡管exosomes在體內具有較好的相容性，但當exosomes含有外源性修飾后，可能會被單核細胞系統吞噬，如何避免修飾后的exosomes被誤吞噬仍需進一步研究[40]。
綜上述，在組織損傷修復治療中，MSCs-exosomes通過在細胞間傳遞功能性蛋白、RNA和miRNA，不僅可獲得與MSCs移植類似的療效，還避免了干細胞治療帶來的風險，為臨床患者提供了治療新策略。但值得重視的是，盡管目前越來越多研究報道了MSCs-exosomes治療的有效性，但對該領域的探索仍處于初始階段。因此未來研究不僅應關注MSCs-exosomes新的治療潛力，還應重視其臨床應用的安全性。
MSCs由于來源廣泛、獲取便利、擴增迅速而被廣泛應用于多種疾病的治療，既往研究者認為MSCs移植后的分化修復潛能對損傷組織具有關鍵作用，但近來研究顯示其旁分泌的多種營養因子也發揮了關鍵作用[1]。Exosomes，又稱外泌體，是MSCs旁分泌物質中一類具有生物學活性的小囊泡，目前多項體內外實驗證實其通過在細胞間傳遞生物活性信息，發揮了抑制凋亡、刺激增殖、促進血管化并調節免疫反應等功能[2]。現對有關MSCs來源exosomes（MSCs-exosomes）在組織損傷修復中的研究進展作一綜述。
1 MSCs治療現狀
以往研究認為MSCs移植后可遷移至患處，分化再生成原有組織，從而發揮修復損傷的作用[3]。近來大量文獻報道，MSCs培養上清中含有多種營養因子可抑制細胞凋亡，促進增殖，獲得與MSCs移植相似的療效，提示MSCs修復損傷的療效并不完全依賴于移植后分化，可能更多來自于其旁分泌的營養物質[4]。截至2010年世界范圍內關于MSCs的101項臨床試驗中，有65項著眼于其旁分泌的生物活性因子，僅有36項基于其分化再生潛能。這種研究方向的轉變，使得MSCs由一項以細胞為基礎的移植、再生、替代治療轉變為以生物學為基礎的分泌、旁分泌生物因子治療[5]。
與使用活體大細胞治療相比，生物學治療在臨床應用上具有諸多優勢。其一，完整的活細胞體積較大，會增加末梢微血管阻塞風險。有研究顯示動脈注射MSCs后導致大鼠出現肺栓塞，死亡率達25%～40%[6]。其二，MSCs可能在損傷修復完成后仍保持較強的生物學活性，從而導致腫瘤形成。其三，MSCs強大的分化潛能可能產生不適合患處修復的細胞，例如心肌梗死經MSCs移植后成骨化和鈣化發生率顯著增高（51.2%）[7]。
2 Exosomes來源與作用
MSCs可旁分泌多種生物活性因子，如可溶性趨化因子、細胞因子、生長因子等，還包含一種納米級的小囊泡exosomes。Exosomes是一種由細胞內多胞體與胞膜融合后釋放到細胞外環境的膜性脂質小囊泡，直徑40～100 nm，其內載有功能性蛋白質、mRNA及microRNA（miRNA）等物質，在細胞間的信息傳遞過程中發揮重要作用[8-9]。人體內大多數細胞可分泌exosomes，不同來源exosomes內所載物質與其來源細胞的細胞表型和功能有關，相同細胞不同狀態時分泌的exosomes功能也會隨之發生變化[10]。Ex osomes傳遞至靶細胞的作用途徑較多樣，其可直接結合到靶細胞表面，也可作為靶細胞表面受體的配體間接介導細胞間相互作用，還可通過內分泌或旁分泌方式作用于較遠處的靶細胞[11]。Ex osomes在靶細胞內的作用方式亦較復雜，exosomes內載有的mRNA可在靶細胞內翻譯出相應蛋白質，miRNA可通過降解靶細胞內mRNA或抑制mRNA翻譯來調控目的蛋白的表達，而小干擾RNA則可直接敲除靶細胞中的目標基因發揮基因沉默作用[12]。
Exosomes具有選擇性加載并在細胞間轉移各種生物活性物質的特性，使其作為一種旁分泌介質在MSCs及受損細胞間傳遞信息，由于信息交換是雙向的，受損細胞釋放的exosomes可以重調MSCs，使其獲得受損細胞特異性表型，而MSCs釋放的exosomes則可使損傷后殘存細胞周期重置和組織自我更新去分化，從而促進受損細胞修復[13]。有研究者[14]將BMSCs與受損的肺上皮細胞共培養，發現受損肺細胞釋放的exosomes中含有大量肺上皮細胞特異性mRNA，將這些信息傳遞至BMSCs后其表面可表達肺特異性基因和蛋白，因此，受損組織釋放exosomes介導的信息傳遞不僅能重塑MSCs細胞表型，還能影響其功能。
目前發現exosomes主要通過參與以下3種生物化學反應在組織修復中發揮作用。其一，ex osomes通過糖酵解增強細胞三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）產生。MSCs-exosomes除了載有參與糖酵解所需的5種ATP酶，還含有1種強有效的磷酸果糖激酶變構激活劑--PFKFB3，PFKFB3能催化糖酵解，這5種ATP酶及PFKFB3均可增加高代謝細胞的糖分解率[15]。將MSCs-exosomes加入寡霉素處理的H9C2細胞后 15 min，ATP水平上升75.5%±28.8%，30 min后上升55.8%±16.5%，由于寡霉素可抑制細胞自身線粒體ATP酶，因此增加的ATP含量可體現MSCs-exosomes引起的糖酵解能力[16]。由于糖酵解反應是生長與修復過程中合成生物因子的重要環節，提示MSCs-exosomes可能通過增加受損細胞的需氧糖酵解，增加合成代謝活性，減少損傷，促進受損細胞修復。其二，exosomes通過CD73磷酸化ERK和AKT。Ras/Raf/MEK/ERK（MAPK）和PTEN/PI3K/AKT/mTOR是目前已知最重要的調節增殖和凋亡的信號通路，這兩條通路的活化是組織修復和改善組織損傷（如燒傷、上皮損傷、心肌梗死）的關鍵[17]。經鑒定發現CD73存在于MSCs-exosomes中，將MSCs-exosomes加入無血清H9C2心肌細胞中可引起ERK1/2和AKT磷酸化，從而活化抗凋亡信號通路[18]。其三，exosomes能抑制補體系統。補體活化能招募白細胞和肥大細胞，增加血管滲透性及炎性反應，其中膜攻擊復合物堆積于細胞表面形成跨膜通道可引起細胞溶解。CD59是一種廣泛分布的GPI錨定膜蛋白，存在于MSCs-exosomes，有實驗發現補體介導的羊紅細胞裂解可被MSCs-exosomes通過CD59依賴途徑所抑制，從而減輕炎性反應[19]。
3 MSCs-exosomes在不同組織損傷中的修復作用
3.1 腎損傷
最早關于MSCs-exosomes的療效研究始于腎損傷，研究發現MSCs是依靠短暫募集腎血管化從而恢復受損腎單元，而并非直接分化形成腎小管，說明MSCs旁分泌因子能夠被上皮細胞利用，直接發揮修復作用[20]。隨著對exosomes了解的深入，Bruno等[21]發現在體外，MSCs-exosomes可刺激腎小管上皮細胞增殖、抵抗凋亡；在體內，甘油導致的急性腎損傷SCID小鼠經MSCs-exosomes治療后可加速形態和功能的修復，且其修復程度與MSCs移植治療相似。在順鉑誘導的急性腎損傷小鼠模型中，單次注射MSCs-exosomes可提高小鼠生存率，但不能預防慢性腎損傷，而多次注射后不僅能提高小鼠生存率，還能預防慢性腎損傷[22]。在體外實驗中，研究者發現這種保護作用是通過抑制細胞凋亡蛋白酶Caspase-1、8，并上調抗凋亡基因Bcl-xL 和Bcl2實現。該研究組進一步研究發現，在腎臟缺血再灌注損傷后立即單次給予MSCs-exosomes治療，可有效保護急性腎損傷，還可預防遠期慢性腎損傷[23]。研究者還觀察到在缺血再灌注損傷大鼠體內，exosomes注射入體內后暫時位于腎小球和中央腎小管處；與之相反的是，正常大鼠注射exosomes后則很快被肝臟捕獲，腎臟中并無沉積，說明MSCs-exosomes對損傷組織可能存在靶向趨化性。He等[24]發現MSCs-exosomes對殘余腎也有保護作用，對腎臟切除了5/6的小鼠給予單次MSCs-exosomes注射后即可減輕腎損傷，保護殘余腎功能，預防腎臟纖維化。Reis等[25]發現BMSCs培養上清液或MSCs-exosomes均可將急性腎損傷減至最小，但將兩者經RNA酶處理后該保護作用消失。因此，目前研究者普遍認為MSCs-exosomes無論在體內還是體外，都是通過傳遞功能性的mRNA發揮保護作用。
3.2 心肌損傷
既往發現MSCs移植后有助于減輕急性心肌梗死范圍，提高左心室射血分數，增加毛細血管密度和心肌灌注[26]。研究者們[27-28]將MSCs培養上清液經25倍濃縮后注射入豬心肌缺血再灌注損傷模型中，能縮小心肌梗死面積并有效保護心臟功能；隨后他們將MSCs培養上清液按直徑大小分級過濾后，通過靜脈或冠狀動脈分別注射入小鼠心肌缺血再灌注模型內，發現僅有相對分子質量＞100萬且直徑在50～100 nm的復合物發揮了療效，而其他大小的微粒并無保護作用，該復合物即MSCs-exosomes。目前對于MSCs-exosomes對心肌缺血再灌注發揮保護效應的具體機制還不清楚，MSCs-exosomes介導的損傷保護是否類似MSCs移植后作用，即依賴于釋放的趨化因子或生長因子，或是否也能像修復腎損傷一樣向受損心肌細胞直接轉移mRNA或miRNA從而發揮保護作用，仍需進一步研究論證。但應注意MSCs-exosomes能模仿MSCs細胞表型，并對心肌梗死動物模型起到保護作用。因此，通過MSCs-exosomes調控血管生成和促進損傷細胞修復有望成為組織損傷修復的治療新策略。
3.3 腦損傷
有報道顯示在腦卒中大鼠模型中，經靜脈給予MSCs-exosomes后，可通過分泌神經保護因子和血管生成因子對損傷腦組織發揮保護作用[29]。有文獻顯示miR-133b特異性表達于中腦多巴胺神經元中，能調節酪氨酸羥化酶的產生和多巴胺的運輸[30]。Xin等[31]發現中腦動脈阻塞小鼠模型經MSCs治療后同側半球內miR-133b水平升高，且miR-133b及后續NGF的升高均依賴于MSCs-exosomes中miR-133b向神經元或星形膠質細胞的釋放。由此看來，除了神經保護因子和血管生成因子等營養成分外，MSCs-exosomes中載有的miRNA在腦損傷疾病中也能發揮保護作用。隨后該研究組將MSCs加入血管阻塞的中腦組織后，其分泌的exosomes中miR-133b含量顯著升高，提示MSCs可能通過升高治療性exosomes水平來應對損傷刺激[32]。近來還有研究者發現MSCs-exosomes可能改善阿爾茨海默病，該病最重要的神經病理改變之一是β淀粉樣蛋白產生和降解失衡導致其在大腦中異常蓄積，值得關注的是，脂肪MSCs-exosomes有助于β淀粉樣蛋白的清除，但骨髓MSCs-exosomes可能無此效果，是否不同來源MSCs具有不同療效則有待進一步深入探討[33]。
4 展望
目前研究者對于MSCs-exosomes的臨床應用策略已有較完整的設想，即首先從患者本身或同種異體的供體獲得大量MSCs；其次擴增MSCs以獲取足量exosomes，同時可對MSCs進行選擇性干預或基因處理，選擇特異性轉運的exosomes以提高靶向性；接下來從MSCs條件培養基中提取exosomes，在這一步可修飾exosomes攜帶的各種RNA或向exosomes內加載藥物以增強其療效；最后將MSCs-exosomes通過最佳給藥途徑給予患者[34-35]。
增強對MSCs-exosomes生物學特性的了解，將有助于未來更好地探討其在臨床應用中的潛能，MSCs在促進損傷組織修復中發揮的巨大療效提示MSCs-exosomes可能會有更廣闊的應用前景。蛋白、mRNA及miRNA的微陣列分析可為exosomes的詳細組分提供更多有效信息，有助于進一步探索MSCs-exosomes的治療潛力。盡管在動物模型中發現MSCs-exosomes具有一定效果，但該研究仍處于初期階段，關于exosomes治療策略的制定仍需大量研究探索[36]。首先，進一步揭示exosomes生物學機制。目前有研究發現調節部分細胞內蛋白的基因表達或微環境pH值可增加MSCs-exosomes的含量，但應注意的是，在提高MSCs-exosomes產量的同時，還應維持正常的MSCs細胞表型，以避免影響exosomes療效[37]。其次，MSCs-exosomes運輸至靶細胞或靶器官的路徑。研究者大多認為可通過修飾exosomes表面蛋白用以契合靶細胞表面的特異性受體。Alvarez-Erviti等[38]發現exosomes中的mRNA通過不同轉運方式到達肌細胞和神經細胞，是否不同類型靶細胞具有不同的運輸機制也需考慮。此外，加強對exosomes攝取機制的了解也有助于提高exosomes運輸效果。有研究發現[13] exosomes可被免疫細胞通過吞噬作用所攝取，但非免疫細胞對exosome攝取的機制目前仍不清楚。第三，提高MSCs-exosomes療效。一種方式是通過修飾來源MSCs過表達目的基因，從而增加exosomes內特異性蛋白質、mRNA或miRNA的含量；而另一種方式則是基于MSCs受到外界環境刺激后可產生不同應答改變細胞表型，從而分泌特異性exosomes的特性，例如將MSCs暴露于炎性因子刺激下，可能提高exosomes中抗炎因子的含量[39]。未來，選擇疾病相關的特異性預刺激干擾MSCs后，可能獲得有效的exosomes加載物有助于疾病的特異性治療；同時，對損傷機制的深入綜合了解將有助于適當刺激物的選擇[39]。第四，延長exosomes半衰期。盡管exosomes在體內具有較好的相容性，但當exosomes含有外源性修飾后，可能會被單核細胞系統吞噬，如何避免修飾后的exosomes被誤吞噬仍需進一步研究[40]。
綜上述，在組織損傷修復治療中，MSCs-exosomes通過在細胞間傳遞功能性蛋白、RNA和miRNA，不僅可獲得與MSCs移植類似的療效，還避免了干細胞治療帶來的風險，為臨床患者提供了治療新策略。但值得重視的是，盡管目前越來越多研究報道了MSCs-exosomes治療的有效性，但對該領域的探索仍處于初始階段。因此未來研究不僅應關注MSCs-exosomes新的治療潛力，還應重視其臨床應用的安全性。