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

干細胞的旁分泌作用自被發現以來，受到了極大的關注，越來越多的證據支持干細胞 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類型的細胞分泌產生，如腫瘤細胞、內皮細胞等；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學方面的臨床前期研究。

外泌體的優點

1. 外泌體來源豐富、收集簡便。

2. 外泌體穩定性高、可長期存儲。

3. 外泌體具有更好的安全性、可規避干細胞治療風險。

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，術后在關節內注射人胚胎間充質干細胞外泌體100μg治療，術后組織學分析結果表明，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現，間充質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軟骨修復。

骨再生：Jia等從大鼠內皮祖細胞外泌體局部注射到大鼠牽張后脛骨間隙中，評價內皮祖細胞外泌體對骨再生和血管生成的影響，結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，脂肪間充質干細胞外泌體可被成纖維細胞攝取內化，在外泌體作用下成纖維細胞有著優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，脂肪間充質干細胞外泌體可以縮短小鼠皮膚切口創面愈合時間，并減少瘢痕形成，表明脂肪間充質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基會使血管生成過程受到影響。隨著進一步的研究探討，發現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：口腔癌近年來發病人群持續增多，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干細胞或其外泌體與小腸黏膜下層細胞外基質聯合可促進舌乳頭再生。

神經組織再生：越來越多的研究證實，外泌體對中風和神經損傷后的神經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干細胞產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軸突生長及突觸發生，另一方面抑制神經炎癥因子的產生。目前，大量動物實驗表明外泌體在神經系統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，造模成功后心肌內注射人骨髓間充質干細胞來源的外泌體，經血流動力學分析、心臟功能評價等發現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等將間充質干細胞外泌體經脾內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），從而調節肝細胞的增殖；同時，外泌體也可以增強G1期轉錄因子的表達。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，經腎包膜注射人臍帶間充質干細胞外泌體，發現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，且能夠逆轉由順鉑導致產生的腎氧化應激。同時，相關機制 研究結果表明，外泌體主要通過激活細胞外調節蛋白激酶（ ERK1/2）信號通路來發揮其作用，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，利用原代小鼠肺內皮細胞研究間充 質干細胞外泌體是否能夠減輕肺缺血再灌注損傷，結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生研究院（NIH）臨床試驗網站，僅發現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

干細胞外泌體目前在骨/軟骨組織修復、神經組織再生、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。