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細(xì)胞外囊泡（Extracellular vesicles, EVs）是由細(xì)胞分泌的雙層膜結(jié)構(gòu)囊泡，外泌體是EVs的一個(gè)亞群，內(nèi)含RNA、DNA及多種蛋白，近年來發(fā)現(xiàn)與皮膚衰老相關(guān)。干細(xì)胞外泌體能夠減少皮膚細(xì)胞所受的輻射損害，維護(hù)皮膚屏障，且極有可能幫助恢復(fù)皮膚干細(xì)胞活力，而衰老細(xì)胞外泌體則損壞皮膚屏障結(jié)構(gòu)，傳遞衰老信號(hào)誘導(dǎo)周圍細(xì)胞衰老。目前干細(xì)胞外泌體轉(zhuǎn)化應(yīng)用的研究已取得了一定進(jìn)展，但實(shí)際臨床應(yīng)用仍阻礙重重。 不同的外泌體在成分上有細(xì)微的差別，體現(xiàn)了細(xì)胞對(duì)外泌體形成控制的精密。外泌體可被絕大多數(shù)細(xì)胞分泌或胞吞，且存在于幾乎所有體液之中，包括血液、尿液、唾液、乳汁、腦脊液、羊水、腹水、汗液以及月經(jīng)血。 目前，大家對(duì)外泌體的認(rèn)識(shí)主要是干細(xì)胞來源的外泌體在對(duì)心血管、肝臟以及神經(jīng)等多器官、系統(tǒng)的再生修復(fù)方面，這顯示了干細(xì)胞來源外泌體在抗衰老方面的潛力。同時(shí)，又有研究表明，衰老成纖維細(xì)胞（HDFs）表達(dá)的外泌體增加了4倍，而HDFs分泌彈力蛋白、膠原蛋白等物質(zhì)，在維持皮膚的彈性及水分中發(fā)揮重要作用—這提示了衰老細(xì)胞來源的外泌體在皮膚衰老過程中可能的作用。 一、從皮膚衰老說起 我們先從皮膚衰老說起。人類皮膚的衰老是經(jīng)歷一個(gè)復(fù)雜的過程，主要是由內(nèi)在機(jī)制和外在影響的相互作用導(dǎo)致引起的。 皮膚衰老是從表皮層到真皮層的衰老，比如角質(zhì)形成細(xì)胞增殖能力減退、成纖維細(xì)胞功能異常、乳頭層變平、細(xì)胞外基質(zhì)成分及含量的變化等是內(nèi)外源性皮膚老化共同的病理生理改變。
健康和老化的皮膚
健康和缺乏膠原蛋白的皮膚 內(nèi)源性老化表現(xiàn)為皮膚干燥、出現(xiàn)細(xì)紋、膠原纖維和彈性纖維減少以及皮下脂肪變薄。這是正常皮膚老化，隨著年齡增長(zhǎng)自然發(fā)生的。外源性老化 表現(xiàn)為皮膚干燥、出現(xiàn)大皺紋、皮膚松弛、彈性下降、粗糙、色素不均勻。這歸因于環(huán)境因素，尤其是紫外線。 整個(gè)皮膚衰老的原因，通常歸于 基因變異，端粒異常，蛋白質(zhì)和細(xì)胞損傷增加，炎癥，細(xì)胞衰老加，內(nèi)源性干細(xì)胞耗盡 等問題。 二、如何對(duì)抗皮膚衰老 從理論機(jī)制上講，實(shí)現(xiàn)抗皮膚老化的可能途徑有促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞的遷移和增殖、促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖、 抑制基質(zhì)金屬蛋白酶 （MMPs） 活性和減少皮膚氧化應(yīng)激反應(yīng)。 1. 關(guān)于表皮層方面 角質(zhì)形成細(xì)胞是表皮層的主要細(xì)胞，決定表皮層 的厚度，決定皮膚自愈能力的強(qiáng)弱。在皮膚損傷后第三天，成纖維細(xì)胞開始產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì) （包括纖連蛋白，I 型和III 型膠原蛋白等） 。同時(shí)，上皮細(xì)胞開始增殖并向受傷區(qū)域邊緣遷移，加速傷口閉合，減少皮膚感染。因此，細(xì)胞增殖和皮膚再上皮化對(duì)皮膚再生至關(guān)重要。 研究表明，來自不同來源MSC-exo都可以促進(jìn)皮膚細(xì)胞增殖，并加速表皮再生。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)也證明， 脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體 （ADSC-exo）可促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞在體外的遷移和增殖，提高皮膚傷口愈合速度，增加表皮的自愈能力。 2.關(guān)于真皮層方面 (1) 促進(jìn)成纖維細(xì)胞的增殖能力 成纖維細(xì)胞是真皮層主要的細(xì)胞，可產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì) （ECM） 。成纖維細(xì)胞在體內(nèi)幾乎不增殖，其功能受損及細(xì)胞外基質(zhì)的改變與外源性皮膚老化密切相關(guān)。隨著年齡增長(zhǎng)，人體真皮層成纖維母細(xì)胞的數(shù)量和活性是呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。外泌體可增強(qiáng)成纖維細(xì)胞的增殖能力，具有濃度依賴性，可逆轉(zhuǎn)紫外線誘導(dǎo)的成纖維細(xì)胞老化，但對(duì)內(nèi)源性老化因素所致細(xì)胞衰老作用不明顯。 (2)抑制基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs） 基質(zhì)金屬蛋白酶 （MMPs） 由成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等合成，主要負(fù)責(zé)細(xì)胞外基質(zhì)的降解，尤其是構(gòu)成真皮結(jié)構(gòu)的膠原纖維與彈力纖維，故MMPs是調(diào)節(jié)皮膚光老化的主要靶標(biāo)之一。MSC-exo對(duì)MMPs的調(diào)節(jié)能減少真皮層彈性和膠原纖維的損傷，改善真皮層老化。 (3) 通過減少氧化應(yīng)激來延緩皮膚衰老 紫外線輻射可產(chǎn)生大量ROS （ ROS，即活性氧，是細(xì)胞代謝的產(chǎn)物，主要是各種氧化物，包括過氧化氫、超氧化物陰離子、羥自由基等） ，影響真皮成纖維細(xì)胞功能，誘導(dǎo)MMPs合成，損傷細(xì)胞外基質(zhì)成分 （ 如膠原蛋白、彈力蛋白等） 。衰老成纖維細(xì)胞較正常細(xì)胞可產(chǎn)生更多ROS。研究發(fā)現(xiàn)， 脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體 （ADSC-exo）可減少ROS產(chǎn)生。外泌體在ROS的產(chǎn)生、清除上具有一定功能，通過抑制ROS能減少皮膚的氧化應(yīng)激損傷，給改善皮膚衰老帶來了新的希望。 Cell Metabolism 的一篇研究提到， 年輕細(xì)胞分泌的小細(xì)胞外囊泡 （sEV） 可以通過減少氧化應(yīng)激來改善老年細(xì)胞的衰老。從外泌體出發(fā)，利用外泌體蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)闡明了年輕細(xì)胞的sEV具有改善衰老相關(guān)細(xì)胞損傷的潛力，為抗衰老機(jī)制研究提供了新視角。 三、外泌體對(duì)衰老的調(diào)節(jié)機(jī)制 1.外泌體增強(qiáng)彈性蛋白的表達(dá) 有研究用人類多能干細(xì)胞外泌體（IPSCS-EXO）分別來處理UVB照射后及體外傳代30代以上的HDFs，結(jié)果發(fā)現(xiàn)IPSCS-EXO在正常條件下可以促進(jìn)兩種HDFs的增殖和遷移，提高兩者I型膠原的表達(dá)；并顯著降低后者衰老相關(guān)-半乳糖苷酶（SA-BETA-GAL）和金屬蛋白酶(MMP-1/3)的表達(dá)水平，而SA-BETA-GAL的高表達(dá)一直是自然衰老的標(biāo)志，MMP也是細(xì)胞衰老過程中高表達(dá)的重要酶物質(zhì)。IPSCS-EXO預(yù)處理結(jié)果則是抑制UVB輻照引起的損傷和MMP-1/3過表達(dá)。 另一項(xiàng)研究與其結(jié)果相似，互相印證：人脂肪源性干細(xì)胞EVs不僅增強(qiáng)了UVB輻照后HDFs的遷移能力，還可顯著抑制UVB照射誘導(dǎo)的MMP-1、MMP-2、MMP-3和MMP-9的過表達(dá)，增強(qiáng)Ⅰ型膠原、Ⅱ型膠原、Ⅲ型膠原和Ⅴ型膠原及彈性蛋白的表達(dá)。在其預(yù)處理的HDFs中，UVB照射后組織金屬蛋白酶抑制劑(TIMP)-1和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(TGF)-beta1的表達(dá)顯著增加，而這兩種物質(zhì)是參與MMP抑制和細(xì)胞外基質(zhì)合成的重要因子。以上兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)了干細(xì)胞外泌體改善光老化的積極作用。 2.在特應(yīng)性皮炎（AD）中的重要作用 在人類脂肪組織來源的間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體(ASC-EXOSOMES)與特應(yīng)性皮炎（AD）的研究中，外泌體還被發(fā)現(xiàn)可以通過皮下注射的形式刺激神經(jīng)酰胺的合成。神經(jīng)酰胺是增加皮膚角質(zhì)層水合度，維持皮膚屏障、抗衰老及美白等方面的重要物質(zhì)，也是如今抗衰老的熱門成分。 3.顯著恢復(fù)衰老的MSCs活力 皮膚組織存在少量的成體干細(xì)胞—具有多向分化潛能，是維持皮膚年輕態(tài)的儲(chǔ)備力量，其衰竭是皮膚衰老的重要原因之一。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)高度純化的IPSCS-EXO用于培養(yǎng)活性氧(ROS)水平升高的衰老間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）時(shí)，MSCs的ROS水平可降低，衰老表型減輕。因此，來自人類干細(xì)胞的外泌體可以緩解干細(xì)胞在培養(yǎng)中的老化。另一項(xiàng)研究也發(fā)現(xiàn)了胚胎干細(xì)胞EVs在體外能顯著恢復(fù)衰老的MSCs活力。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以從一定程度上預(yù)示干細(xì)胞外泌體對(duì)衰老皮膚成體干細(xì)胞的積極作用。 四、外體如何應(yīng)用 1、外泌體如果可以添加在護(hù)膚品中？ 護(hù)膚品成分很復(fù)雜，包括增稠劑，酸堿調(diào)節(jié)劑，防腐劑，油脂類，香料，乳化劑、保濕劑等等。如果要用外泌體作為活性成分，就要精簡(jiǎn)成分，講究原汁原味，要求外泌體護(hù)膚品配伍不能影響外泌體活性。當(dāng)然護(hù)膚品劑型的選擇，也很重要。 2、如何保證護(hù)膚品中外泌體的活性? 外泌體對(duì)溫度有嚴(yán)格的要求，-20°C下可儲(chǔ)存6-8個(gè)月，-80°C可長(zhǎng)期保存。常溫下，外泌體里面的活性成分容易降解。然而為了運(yùn)輸和儲(chǔ)存方便，外泌體護(hù)膚品在常溫與低溫的保存需要進(jìn)一步研究探索。目前看來只有凍干粉，凝膠劑冷藏的方式才可在短期內(nèi)保證其活性。 3、外泌體濃度是不是越高越好？ 顯然不是。 這需要進(jìn)行科學(xué)的安全性和有效性評(píng)價(jià)，選擇出一個(gè)最佳濃度。這個(gè)問題牽扯比較 多，涉及工藝開發(fā)體系。比如培養(yǎng)體系的影響，比如不同組織來源的影響，比如不同細(xì)胞代數(shù)的影響，比如生長(zhǎng)因子群間的相互影響。 4、涂抹的外泌體護(hù)膚品能直接吸收嗎？ 顯然不能?。ㄍ梁揽梢岳猓?nbsp;在皮膚屏障完整的情況下，直接涂抹外泌體很難穿過角質(zhì)層進(jìn)入皮膚里的。如何應(yīng)用，透皮技術(shù)就顯得尤為重要。讓外泌體不破皮進(jìn)入皮膚也是研究者一直感興趣的研究方向，未來，我們應(yīng)該研究如何在安全前提下，能夠促進(jìn)有效成分滲透皮膚屏障。 綜上所述，外泌體顯示出在臨床應(yīng)用于皮膚年輕化治療中的重大潛力，不但能改善我們的外觀，更能在一定程度上阻礙皮膚疾病的發(fā)展。目前將其應(yīng)用于皮膚年輕化實(shí)踐的想法尚未得到廣泛關(guān)注，仍需要我們?nèi)ヌ骄科渲械幕钚猿煞?，分析其作用機(jī)制，為外泌體的應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)有效的基礎(chǔ)。 干細(xì)胞與外泌體更多分享： 疤痕系列三 | 干細(xì)胞外泌體如何修復(fù)人體受損的皮膚 疤痕系列四 | 外泌體為促進(jìn)糖尿病患者傷口愈合提供新途徑 外泌體與皮膚系列二 | 外泌體在皮膚瘢痕修復(fù)治療中發(fā)揮的重要作用 外泌體與皮膚系列三 | 外泌體在脂肪移植存活、上調(diào)早期炎癥和血管生成方面的作用 外泌體與皮膚系列四 | 外泌體在治療皮膚燒傷領(lǐng)域的應(yīng)用前景 外泌體與皮膚系列五| 外泌體在整形美容手術(shù)領(lǐng)域的重要作用 外泌體與皮膚系列六| 外泌體技術(shù)還你新發(fā)再生 外泌體與皮膚系列八| 外泌體促進(jìn)表皮細(xì)胞遷移加快皮膚創(chuàng)傷修復(fù) 外泌體與皮膚系列十| 外泌體在女性生殖系統(tǒng)修復(fù)中的應(yīng)用潛力 參考資料： |
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