什么是外泌体？
外泌体（Exosomes）是一种由细胞内的多囊泡体分泌的细胞外囊泡（Extracellular Vesicles，EVs），直径约30~150nm，具有双层膜结构，在电子显微镜下呈茶托状形态。几乎所有类型的细胞均可分泌外泌体，包括干细胞，大致的分泌过程为：细胞内的多囊泡体通过细胞膜的内陷形成并选择性地加载含有蛋白质、信使RNA（mRNA）和微小RNA（microRNAs, miRNAs）等物质的胞内体。当多囊泡体与细胞膜融合时，便将胞内体释放成为细胞外泌体。纳米大小的外泌体可以很容易地在细胞间转移，由于可以方便地与细胞膜融合，外泌体可以介导细胞间的信息交流，或通过向受体细胞内转移多种生物活性分子来发挥调节作用，相当于细胞与细胞之间的“通讯员”和“快递员”。
▲ 图1：外泌体电镜照片
▲图2：外泌体的生成、分泌与摄取示意图
外泌体的功能
起初，人们认为外泌体可能像细胞的垃圾袋一样，用于排出多余的或无功能的细胞成分。后来，人们逐渐发现这种微小囊泡中含有丰富的细胞特异蛋白、核酸等物质，能作为信号分子传递给其他细胞从而改变受体细胞的功能。近年来，已有越来越多的研究表明，外泌体在肿瘤诊断、组织损伤修复、免疫抗原呈递及神经退行性疾病方面起着重要的作用。这些作用归因于外泌体能够参与细胞间的信息传递和物质运输，从而影响各种生理和病理过程。
干细胞外泌体
干细胞可以通过旁分泌的作用来分泌外泌体。间充质干细胞（MSCs）作为成体干细胞中最主要的成员，通常可以被简单快速地从机体组织中分离出来，在体外条件下培养。MSC本身具有自我更新、多向分化、免疫调节和分泌多种活性物质的能力，是机体进行组织再生的重要干细胞群，发挥着“种子细胞”的作用。另一方面，已有越来越多的研究表明，间充质干细胞外泌体（MSC-exo）在组织损伤修复中同样可以发挥关键作用。与直接使用MSC相比，MSC-exo可以发挥相似的生物学功能，但更加安全和稳定，且具有更强而复杂的信号分子转运和调控能力，为在无细胞移植治疗的情况下实现组织再生、组织修复提供了新的策略和方法。
MSC-exo用于组织损伤修复案例
神经系统损伤治疗
MSC-exo对神经系统疾病和神经变性性疾病显示出治疗优势。研究人员用P12细胞建立谷氨酸神经细胞损伤模型后，用脂肪间充质干细胞外泌体（ADSC-exo）处理损伤细胞，结果显示外泌体中含有大量的对大脑损伤有一定保护作用的细胞因子，如胰岛素生长因子和肝细胞生长因子，能够提高损伤细胞的存活率，其作用机制可能是外泌体通过PI3KAkt通路实现对神经损伤的保护作用。
肾脏损伤修复
研究人员将人脐带间充质干细胞外泌体（UCMSC-exo）注入急性肾损伤小鼠的肾囊内，发现它能够减少有害物质形成，抵抗药物诱导的氧化反应，抑制肾细胞凋亡，并通过激活ERK1/2通路促进肾细胞增殖，最终减轻顺铂诱导的肾脏损伤。
心血管再生
2010年，研究人员首次报道了MSCs培养基中具有心肌保护功能的成分是间充质干细胞释放的外泌体，其后，有越来越多的研究证明了外泌体应用于心血管疾病的可行性和有效性。例如，在急性心肌梗死大鼠模型中，静脉注射外泌体可以起到心脏修复的作用，包括促进新生血管形成、减少细胞凋亡、抑制纤维化，促进心肌细胞增殖等。
▲ 图3：MSC来源的外泌体用于心脏修复治疗
皮肤损伤修复
研究表明，来自不同来源间充质干细胞的外泌体都可以促进皮肤细胞增殖，并加速上皮再生。皮肤损伤后，成纤维细胞开始增殖并产生细胞外基质（包括纤连蛋白，I 型和III 型胶原蛋白等）。同时，上皮细胞开始增殖并向受伤区域边缘迁移，加速伤口闭合，减少皮肤感染。UCMSC-exo可以通过上调N-cadherin，cyclin-1，PCNA，I 型胶原和 III 型胶原的基因表达，促进成纤维细胞增殖和胶原合成；ADSC-exo可以通过优化成纤维细胞的特性加速皮肤伤口愈合。
▲ 图4：ADSC-exo通过优化成纤维细胞特性加速皮肤伤口愈合
比欧联科P2实验室
外泌体产品研发路线
比欧联科供应链管理（北京）有限公司，十余年来致力于服务国内生物医药领域客户。除此以外，比欧联科的P2实验室也于2021年12月21日在顺义天竺综保区正式落成。实验室按照现行国内GMP标准建设，核心功能区的洁净等级整体可达万级，局部达到百级，符合BSL-2建设标准。
实验室自设立之日起，除了承接各企业客户的委托实验项目外，也在同时展开间充质干细胞外泌体相关研究工作，通过独有的工艺路线提取了间充质干细胞外泌体，证实了MSC-exo具有维持内皮细胞生长、增殖并促进血管生成的作用。尤其在间充质干细胞大规模培养以及大量获取外泌体，以及外泌体的下游纯化和鉴定方便积累了丰富的经验，欢迎随时与业内人士沟通、交流与合作。
比欧联科P2实验室力求紧跟行业步伐和研究前沿，在产品研发及工艺优化上不断探索，我们非常欢迎与国内相关领域的上下游企业展开密切合作，乘着当前外泌体研究的东风，持续推动整个行业不断向前发展。