深入审视近年来细胞研究领域的动态，不难注意到一个术语频繁浮现——外泌体。随着对外泌体探索的热度不断攀升，这一领域已成为全球科学家竞相研究的焦点，相关研究成果也如雨后春笋般涌现，并频频刊登于《科学》、《自然》等国际顶尖学术期刊。
一、外泌体是什么？
外泌体（exosomes）是一种由脂质双层膜构成的微小囊泡，通过内吞途径产生，胞吐作用释放，直径在30-100nm之间，形状为球形。外泌体作为细胞外囊泡（extracellular vesicles, EVs）的一种，最初被认为是垃圾处理系统，用来分泌细胞代谢废物。然而随着对外泌体的深入研究，人们发现外泌体将功能性蛋白质、代谢物以及核酸等物质转移至受体细胞，在细胞间通讯中发挥重要作用。除此之外，外泌体还可以调节免疫、促进细胞再生和修复，参与肿瘤的进展和转移。
二、外泌体的生物功能
外泌体异质性意味着它们在来源、内容物上都存在差异，这种异质性使得外泌体能够执行多种不同的生物学功能，包括但不局限于细胞间通讯、调节免疫反应、促进组织修复等。
01细胞间通讯 外泌体作为一种细胞间通信的媒介，通过自分泌或旁分泌途径将信息传递给受体细胞，从而在细胞间信号传导系统中扮演着重要角色。为了有效执行这一功能，外泌体需满足两个条件：首先，它们必须选择性地包装或富集特定的信号分子；其次，这些外泌体需要能够特异性地递送到目标细胞或组织。目前，关于外泌体生物合成机制的研究主要集中在ESCRT复合物及其组装途径上。对于外泌体如何被受体细胞摄取，已知有多种机制，包括但不限于内吞作用、通过膜表面受体介导的摄取过程以及与细胞膜直接融合。外泌体在肿瘤生物学中的作用尤为突出，尤其是在促进转移前生态位（pre-metastatic niche, PMN）形成和肿瘤转移方面。例如，研究显示原发性肿瘤细胞能通过外泌体与远端器官微环境进行交流，以支持PMN的建立。此外，膀胱癌来源的外泌体携带环状RNA（circRNA），并可通过circTRPS8/miR1-141p/GLS3轴影响CD8+ T细胞的功能，导致其耗竭，并增加肿瘤微环境中活性氧水平。在外泌体治疗应用方面，研究人员已经探索了构建基因工程化的外泌体，如Li等人设计的一种含有PD1基因和免疫佐剂咪喹莫特的外泌体，该外泌体对癌细胞和树突状细胞具有高度靶向性和强结合作用，可以阻止CD8+T细胞与癌细胞结合。还有证据表明，利用外泌体递送小干扰RNA（siRNA）或非编码RNA可抑制结直肠癌化疗耐药及肝转移现象。鉴于肿瘤细胞衍生的外泌体（tumor-derived exosomes, TDEs）具备改变周围环境并促进肿瘤细胞增殖、侵袭和转移的能力，开发针对这些外泌体的治疗策略可能为改善癌症治疗效果提供新的路径。
02免疫调节 外泌体在免疫反应中的应用已成为研究的热点。来源于免疫细胞（如树突状细胞和B淋巴细胞）的外泌体能够通过携带MHC I类和II类分子递呈抗原，调节免疫记忆，从而激活和成熟T细胞。这表明外泌体不仅参与了适应性免疫反应的启动，还在维持长期免疫保护中扮演着重要角色。然而，外泌体也具有双刃剑的一面，它们可以帮助肿瘤细胞实现免疫逃逸。具体来说，肿瘤细胞来源的外泌体（TDEs）可以降低肿瘤细胞的免疫原性、诱导免疫抑制细胞的产生、干扰抗原呈递过程，并分泌免疫抑制因子。这些作用导致T细胞凋亡增加，抑制了T细胞的活化和增殖，以及树突状细胞的分化和成熟。同时，TDEs还能削弱自然杀伤（NK）细胞的免疫功能，而促进调节性T细胞和B细胞的增殖，并推动M2型巨噬细胞的极化，进而影响免疫系统的正常功能。值得注意的是，NK细胞作为先天免疫系统的一部分，在不依赖MHC的情况下直接攻击肿瘤细胞，在免疫监视中起到关键作用。但肿瘤细胞可以通过与TDEs相关的机制来干扰NK细胞的活性，阻碍其细胞毒性功能，从而削弱机体的免疫防御能力。TDEs既含有能够增强免疫反应的刺激因子，也包括能抑制免疫应答的因子，因此在外周免疫和适应性免疫中都起到了重要的调节作用。研究外泌体对免疫调节的影响对于开发新的癌症治疗策略至关重要，特别是针对那些利用免疫逃逸机制规避治疗的肿瘤。深入理解外泌体在免疫调节中的复杂角色，将为肿瘤相关疾病的治疗提供宝贵的指导方向。
03再生与修复 外泌体的功能与其宿主细胞的来源和特性密切相关，因此多向分化的间充质干细胞（MSCs）在再生医学与组织修复领域受到了广泛关注。鉴于心肌梗死和心力衰竭引起的心脏损伤仍然是全球健康的重大挑战，MSCs被视作心脏再生治疗的优选细胞类型。MSCs衍生的外泌体因其能够传递多种生物活性分子，成为心脏损伤治疗的一个有潜力的替代方案。研究表明，MSCs分泌的外泌体通过携带miRNA、lncRNA等非编码RNA分子，介导了心脏保护作用并促进了心脏组织的修复过程。此外，由于外泌体具备再生潜能，它们在皮肤病学及医疗美容领域的应用也日益受到重视，成为修复、再生和恢复皮肤活力的新治疗手段。特别是脂肪来源的干细胞所释放的外泌体，不仅促进血管新生和皮肤细胞增殖加速再上皮化，还通过调节胶原蛋白重塑来抑制疤痕形成。总之，外泌体可以通过转运生长因子或蛋白质等物质来刺激周围细胞的增殖和迁移，从而助力受损组织的修复。
尽管外泌体在组织损伤修复方面展示了广泛的应用前景，但其具体的作用机制以及临床转化路径仍需深入研究以确保安全性和有效性。
一、外泌体是什么？
外泌体（exosomes）是一种由脂质双层膜构成的微小囊泡，通过内吞途径产生，胞吐作用释放，直径在30-100nm之间，形状为球形。外泌体作为细胞外囊泡（extracellular vesicles, EVs）的一种，最初被认为是垃圾处理系统，用来分泌细胞代谢废物。然而随着对外泌体的深入研究，人们发现外泌体将功能性蛋白质、代谢物以及核酸等物质转移至受体细胞，在细胞间通讯中发挥重要作用。除此之外，外泌体还可以调节免疫、促进细胞再生和修复，参与肿瘤的进展和转移。
二、外泌体的生物功能
外泌体异质性意味着它们在来源、内容物上都存在差异，这种异质性使得外泌体能够执行多种不同的生物学功能，包括但不局限于细胞间通讯、调节免疫反应、促进组织修复等。
01细胞间通讯 外泌体作为一种细胞间通信的媒介，通过自分泌或旁分泌途径将信息传递给受体细胞，从而在细胞间信号传导系统中扮演着重要角色。为了有效执行这一功能，外泌体需满足两个条件：首先，它们必须选择性地包装或富集特定的信号分子；其次，这些外泌体需要能够特异性地递送到目标细胞或组织。目前，关于外泌体生物合成机制的研究主要集中在ESCRT复合物及其组装途径上。对于外泌体如何被受体细胞摄取，已知有多种机制，包括但不限于内吞作用、通过膜表面受体介导的摄取过程以及与细胞膜直接融合。外泌体在肿瘤生物学中的作用尤为突出，尤其是在促进转移前生态位（pre-metastatic niche, PMN）形成和肿瘤转移方面。例如，研究显示原发性肿瘤细胞能通过外泌体与远端器官微环境进行交流，以支持PMN的建立。此外，膀胱癌来源的外泌体携带环状RNA（circRNA），并可通过circTRPS8/miR1-141p/GLS3轴影响CD8+ T细胞的功能，导致其耗竭，并增加肿瘤微环境中活性氧水平。在外泌体治疗应用方面，研究人员已经探索了构建基因工程化的外泌体，如Li等人设计的一种含有PD1基因和免疫佐剂咪喹莫特的外泌体，该外泌体对癌细胞和树突状细胞具有高度靶向性和强结合作用，可以阻止CD8+T细胞与癌细胞结合。还有证据表明，利用外泌体递送小干扰RNA（siRNA）或非编码RNA可抑制结直肠癌化疗耐药及肝转移现象。鉴于肿瘤细胞衍生的外泌体（tumor-derived exosomes, TDEs）具备改变周围环境并促进肿瘤细胞增殖、侵袭和转移的能力，开发针对这些外泌体的治疗策略可能为改善癌症治疗效果提供新的路径。
02免疫调节 外泌体在免疫反应中的应用已成为研究的热点。来源于免疫细胞（如树突状细胞和B淋巴细胞）的外泌体能够通过携带MHC I类和II类分子递呈抗原，调节免疫记忆，从而激活和成熟T细胞。这表明外泌体不仅参与了适应性免疫反应的启动，还在维持长期免疫保护中扮演着重要角色。然而，外泌体也具有双刃剑的一面，它们可以帮助肿瘤细胞实现免疫逃逸。具体来说，肿瘤细胞来源的外泌体（TDEs）可以降低肿瘤细胞的免疫原性、诱导免疫抑制细胞的产生、干扰抗原呈递过程，并分泌免疫抑制因子。这些作用导致T细胞凋亡增加，抑制了T细胞的活化和增殖，以及树突状细胞的分化和成熟。同时，TDEs还能削弱自然杀伤（NK）细胞的免疫功能，而促进调节性T细胞和B细胞的增殖，并推动M2型巨噬细胞的极化，进而影响免疫系统的正常功能。值得注意的是，NK细胞作为先天免疫系统的一部分，在不依赖MHC的情况下直接攻击肿瘤细胞，在免疫监视中起到关键作用。但肿瘤细胞可以通过与TDEs相关的机制来干扰NK细胞的活性，阻碍其细胞毒性功能，从而削弱机体的免疫防御能力。TDEs既含有能够增强免疫反应的刺激因子，也包括能抑制免疫应答的因子，因此在外周免疫和适应性免疫中都起到了重要的调节作用。研究外泌体对免疫调节的影响对于开发新的癌症治疗策略至关重要，特别是针对那些利用免疫逃逸机制规避治疗的肿瘤。深入理解外泌体在免疫调节中的复杂角色，将为肿瘤相关疾病的治疗提供宝贵的指导方向。
03再生与修复 外泌体的功能与其宿主细胞的来源和特性密切相关，因此多向分化的间充质干细胞（MSCs）在再生医学与组织修复领域受到了广泛关注。鉴于心肌梗死和心力衰竭引起的心脏损伤仍然是全球健康的重大挑战，MSCs被视作心脏再生治疗的优选细胞类型。MSCs衍生的外泌体因其能够传递多种生物活性分子，成为心脏损伤治疗的一个有潜力的替代方案。研究表明，MSCs分泌的外泌体通过携带miRNA、lncRNA等非编码RNA分子，介导了心脏保护作用并促进了心脏组织的修复过程。此外，由于外泌体具备再生潜能，它们在皮肤病学及医疗美容领域的应用也日益受到重视，成为修复、再生和恢复皮肤活力的新治疗手段。特别是脂肪来源的干细胞所释放的外泌体，不仅促进血管新生和皮肤细胞增殖加速再上皮化，还通过调节胶原蛋白重塑来抑制疤痕形成。总之，外泌体可以通过转运生长因子或蛋白质等物质来刺激周围细胞的增殖和迁移，从而助力受损组织的修复。
尽管外泌体在组织损伤修复方面展示了广泛的应用前景，但其具体的作用机制以及临床转化路径仍需深入研究以确保安全性和有效性。
