外泌體在系統(tǒng)性硬化癥中的研究進展

丁甜甜呂鳳鳳趙巧英孫曉林*王永福*

(1.內(nèi)蒙古科技大學包頭醫(yī)學院,內(nèi)蒙古 包頭 014010;2.內(nèi)蒙古科技大學包頭醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院風濕免疫科,內(nèi)蒙古 包頭 014010;3.內(nèi)蒙古科技大學包頭醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院中心實驗室(內(nèi)蒙古自治區(qū)自體免疫學重點實驗室),內(nèi)蒙古 包頭 014010)

外泌體為40～150 nm的脂質(zhì)雙層膜囊泡,囊泡中包括蛋白質(zhì)、DNA、RNA及脂類等[1],脂質(zhì)雙層膜能保護囊泡的內(nèi)容物免受降解。外泌體在透射電子顯微鏡下類似于扁平的球體,是由多囊內(nèi)體膜向內(nèi)凸出并收縮而形成,當多囊內(nèi)體膜與質(zhì)膜相互融合時,外泌體被釋放進入細胞外[2]。幾乎所有細胞都可自由分泌外泌體,如腫瘤細胞、B細胞、T細胞、中性粒細胞、肥大細胞、脂肪細胞、星形膠質(zhì)細胞、神經(jīng)元、血細胞和上皮細胞等[3]。當細胞分泌外泌體后,可以在惡性積液、血漿、支氣管肺泡灌洗液、唾液、母乳、附睪液和尿液等多種體液中發(fā)現(xiàn)[3]。外泌體具有許多生物學功能,包括遺傳物質(zhì)運輸、免疫反應調(diào)節(jié)、信號轉(zhuǎn)導和細胞內(nèi)通訊[4]。外泌體的免疫調(diào)節(jié)功能與自身免疫性疾病的發(fā)病機制密切相關,在免疫治療中發(fā)揮重要作用,并可作為診斷疾病的有效生物標志物,如干燥綜合征(sj?gren’s syndrome, SS)、系統(tǒng)性硬化癥(systemic sclerosis, SSc)和類風濕性關節(jié)炎(rheumatoid arthritis, RA)等。本文旨在討論外泌體在SSc中的最新進展。

1 外泌體

1.1 外泌體的概念

外泌體是大小為40～150 nm的細胞外球形囊泡,由多囊內(nèi)體膜向內(nèi)凸出并收縮而形成[1]。外泌體含有蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)和各種細胞因子[3]。外泌體中的蛋白質(zhì)種類豐富,其中包括能夠參與外泌體內(nèi)部生物發(fā)生的蛋白質(zhì),如ESCRT復合體、ALIX、TSG101。與膜轉(zhuǎn)運和融合功能密切相關的蛋白質(zhì),如RaB GTPases和膜聯(lián)蛋白[1]。外泌體還包括四分體蛋白(CD9、CD63、CD81和CD82)、熱休克蛋白(HSP70、HSP90)、整聯(lián)蛋白、II類蛋白、上皮細胞黏附分子(EpCAM)和人表皮受體(HER)家族的成員等[1]。外泌體中的核酸包括RNA和DNA,其中RNA常與疾病的發(fā)生發(fā)展有關,主要包括微小核糖核酸(miRNA),信使核糖核酸(mRNA),長鏈非編碼核糖核酸(lncRNA)。外泌體中的脂質(zhì)主要包括膽固醇、鞘磷脂、己糖神經(jīng)酰胺、磷脂酰絲氨酸和飽和脂肪酸等[3],它們都是質(zhì)膜的組成成分。正是由于外泌體內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)和各種細胞因子等使其在生物體內(nèi)發(fā)揮功能。

1.2 外泌體的功能

外泌體參與細胞間信號轉(zhuǎn)導,主要參與信息傳遞、炎癥、抗原呈遞、腫瘤生長、轉(zhuǎn)移、血管生成等過程[5]。已有研究表明,外泌體在細胞間通訊中起獨特的中介作用,當外泌體從細胞表面釋放時,外泌體可被受體細胞攝取、吞噬、內(nèi)化,從而釋放內(nèi)容物或與受體細胞物質(zhì)交換實現(xiàn)信號交流。外泌體還可與受體細胞膜直接融合,將蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核酸等其他物質(zhì)轉(zhuǎn)運到受體細胞,激活或抑制各種信號通路,介導表型改變。另外,通過膜蛋白和表面粘附分子及受體,激活靶細胞內(nèi)受體以及下游信號轉(zhuǎn)導途徑,外泌體無需進入靶細胞而發(fā)揮作用[3,6]。此外,外泌體還參與免疫調(diào)節(jié),包括抗原呈遞、免疫監(jiān)視、免疫激活和免疫抑制的調(diào)節(jié)等[7]。

2 SSc

SSc是一種病因不明的自身免疫性結(jié)締組織疾病,分為彌漫性系統(tǒng)性硬化癥(diffuse systemic sclerosis, dSSc)和局限性系統(tǒng)性硬化癥(localized systemic sclerosis, lSSc)。目前關于系統(tǒng)性硬化癥的發(fā)病機制尚未完全清楚,除了可能的遺傳與環(huán)境因素外,還包括內(nèi)皮損傷和纖維增生性血管病變、免疫系統(tǒng)異常和成纖維細胞功能障礙3大機制[8]。免疫異?？赡艽龠MSSc纖維化,同時纖維化也可能促進免疫細胞活化。免疫異常也與SSc的血管病變有關。大多數(shù)研究表明血管損傷是免疫細胞的激活劑[9]。因此免疫異常與血管損傷及皮膚器官纖維化3者相互影響。越來越多證據(jù)顯示外泌體與SSc的血管損傷、免疫異常和纖維化密切相關。

3 外泌體與SSc

3.1 外泌體與血管病變

外泌體已在多種疾病中得到廣泛研究。例如外泌體可以促進血管生成,從而促進脊髓神經(jīng)功能的恢復[10]。外泌體以多種方式參與來自不同組織來源的腫瘤的發(fā)展,包括促進血管生成、轉(zhuǎn)移和侵襲[6]。

SSc血管病變在SSc的發(fā)病機制中起著核心作用。器官和組織的血管系統(tǒng)形成過程包括血管形成和血管新生,SSc血管病變主要是由兩者之間的異常平衡引起。在SSc患者中,毛細血管和小血管的顯著損失表明血管生成過程缺陷,組織缺血通常導致血管生成生長因子,如血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)的表達,導致血管擴張、增殖、內(nèi)皮細胞遷移和腔壁穩(wěn)定形成新血管。SSc中血漿VEGF水平升高,這可以刺激血管生成。VEGF及其受體VEGFR1和VEGFR2在SSc患者皮膚中的表達增加[11]。除了VEGF水平升高外,SSc患者表現(xiàn)出體內(nèi)抗血管生成因子與促血管生成因子水平的異常,具體表現(xiàn)為血管抑素、白細胞介素4(interleukin 4, IL-4)細胞因子以及趨化因子配體4蛋白(CXCL4)等抗血管生成因子水平的升高,內(nèi)皮素-1、粘附分子、胎盤生長因子(PGF)和成纖維細胞生長因子2(FGF-2)以及血小板衍生生長因子(PDGF)等促血管生成因子的過度表達[8]。

中性粒細胞來源的外泌體參與SSc的血管病變。激活的中性粒細胞可釋放外泌體,使幼稚的中性粒細胞致敏,并招募鄰近的中性粒細胞[12]。在研究SSc患者的外泌體對血管生成的作用時發(fā)現(xiàn)SSc患者的中性粒細胞外泌體抑制了人表皮微血管內(nèi)皮細胞的增殖和遷移[13],內(nèi)皮細胞在新血管形成和傷口愈合過程中發(fā)揮重要作用,因此SSc患者的中性粒細胞來源的外泌體具有抑制血管生成的作用。

在研究外泌體對SSc傷口愈合中的假定作用時發(fā)現(xiàn),與正常受試者相比,SSc小鼠的血清外泌體水平顯著降低。這種減少可能是由于SSc中的血管異常引起的外泌體從皮膚組織向血流的轉(zhuǎn)移受到干擾。血清外泌體水平降低與SSc血管受累互為因果關系,具體表現(xiàn)為血清外泌體水平降低的SSc小鼠更易出現(xiàn)血管受累,有血管受累的SSc小鼠可能由于轉(zhuǎn)移障礙而降低了血清外泌體水平,這反過來又通過下調(diào)I型膠原蛋白而導致傷口愈合延遲,形成惡性循環(huán),導致更容易出現(xiàn)皮膚潰瘍或凹陷性疤痕[14]。在血清源性外泌體對SSc小鼠傷口愈合的影響實驗中發(fā)現(xiàn),相比于對照組緩沖液,用含外泌體的緩沖液處理的SSc小鼠皮膚傷口愈合加快,同時,外泌體處理的小鼠傷口組織中Ⅰ型膠原α1和Ⅰ型膠原α2的基因水平上調(diào)[14]。因此,用血清來源的外泌體治療SSc小鼠可加速小鼠傷口的愈合。

3.2 外泌體與免疫系統(tǒng)

SSc的特征為自身抗體和細胞因子的產(chǎn)生以及免疫細胞的浸潤和激活。參與的細胞因子主要包括IL-4、白細胞介素6(interleukin 6,IL-6)和轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor-β, TGF-β)等,發(fā)病過程涉及多種免疫細胞,例如T細胞、B細胞、樹突狀細胞、肥大細胞和巨噬細胞等,在SSc患者的受累器官中B細胞、T細胞和固有免疫細胞浸潤普遍增加。先天免疫和適應性免疫在SSc的發(fā)病機制中扮演重要角色,先天和適應性免疫系統(tǒng)異?？梢砸鹱陨砜贵w的產(chǎn)生,介導自身免疫[11]。B細胞主要參與自身抗體的產(chǎn)生,但沒有證據(jù)證明SSc自身抗體在疾病中的直接因果意義,自身抗體的存在有助于SSc的診斷,并預測其嚴重程度和疾病進展,例如,在有限或彌漫性SSc患者中可檢測到抗內(nèi)皮細胞自身抗體和抗成纖維細胞抗體,并與內(nèi)皮細胞凋亡和成纖維細胞激活有關[8]。

免疫系統(tǒng)不同成分釋放的外泌體可能會調(diào)節(jié)免疫反應。在SSc患者中已發(fā)現(xiàn)高水平的單核細胞來源的外泌體,并且其可能在調(diào)節(jié)內(nèi)皮細胞凋亡中發(fā)揮作用,而內(nèi)皮細胞凋亡是禽和人SSc皮膚病變的致病因素[8]。CD8+CD25+調(diào)節(jié)性T細胞釋放的外泌體分子可能在調(diào)節(jié)性T細胞介導的免疫抑制中發(fā)揮重要作用。研究結(jié)果表明,天然CD8+CD25+調(diào)節(jié)性T細胞釋放的外泌體,類似于CD8+CD25+調(diào)節(jié)性T細胞,可抑制CD8+T細胞反應和抗腫瘤免疫,由于天然CD8+CD25+調(diào)節(jié)性T細胞在維持自身耐受中發(fā)揮重要作用[15],因此,來自天然CD8+CD25+調(diào)節(jié)性T細胞的外泌體可能成為SSc以及自身免疫性疾病免疫治療的替代物。

不同免疫成分來源的外泌體發(fā)揮不同的免疫作用。B細胞是第一個能夠分泌外泌體的免疫細胞?？乖岢始毎?APC)(如樹突狀細胞和B淋巴細胞等)分泌的外泌體富含共刺激分子以及主要組織相容性復合體(major histocompatibility complex, MHC)Ⅰ類和Ⅱ類復合物,APC通過與抗原相互作用,抗原被蛋白酶降解成的多肽與MHC分子結(jié)合,此部分多肽即抗原肽,它們通過抗原肽在免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用[16]。許多研究表明,外泌體的抗原呈遞功能在刺激免疫反應中發(fā)揮關鍵作用[4]。研究發(fā)現(xiàn)B細胞來源的外泌體可以通過激活CD4+T細胞,參與由淋巴細胞介導的抗原呈遞[17]。由于外泌體參與抗原呈遞,即使缺乏抗原提呈細胞,外泌體也能夠促進CD4+T細胞和CD8+T細胞的活化,激活免疫反應[18]。B細胞衍生的淋巴母細胞樣細胞系(LCL)產(chǎn)生MHCII+FasL+外泌體,其可以誘導CD4+T細胞的凋亡[19]。然而目前關于外泌體參與SSc自身免疫的研究缺乏證據(jù),還需進一步探索。

3.3 外泌體與纖維化

纖維化是一種修復性過程,其特征為器官組織內(nèi)過量纖維結(jié)締組織的沉積。肌成纖維細胞是SSc纖維化的關鍵效應細胞。纖維化發(fā)生的一個重要過程是成纖維細胞向肌成纖維細胞的轉(zhuǎn)化,由許多促纖維化因子驅(qū)動[20]。多種細胞可通過上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化途徑轉(zhuǎn)化為肌成纖維細胞,如血管內(nèi)皮細胞、血管平滑肌細胞等,活化后的肌成纖維細胞可合成膠原蛋白,形成細胞外基質(zhì),從而導致纖維化[21]。血管損傷和功能障礙最有可能導致局部組織缺血,從而促進組織纖維化。

多種信號通路可導致SSc纖維化,包括TGF-β信號、Wnt信號、Toll樣受體4信號(TLR4)、NOTCH信號、活性氧(ROS)生成、腺苷單磷酸激活蛋白激酶(AMPK)信號、IL-6和白細胞介素23(interleukin 23,IL-23)等其他因素[5]。TGF-β可誘導成纖維細胞向肌成纖維細胞轉(zhuǎn)化,是導致SSc纖維化的最重要的生長因子,大部分由血小板產(chǎn)生。Wnt途徑是SSc中持續(xù)活化成纖維細胞的重要介質(zhì), Wnt-3a激活β-catenin,刺激成纖維細胞增殖和遷移,膠原凝膠收縮,肌成纖維細胞分化,并通過TGF-β信號傳導增強纖維化基因表達。NOTCH信號在SSc患者中被激活,并在纖維化中發(fā)揮重要作用。除此之外,與纖維化有關的信號還有TLR4。先天免疫細胞對肌成纖維細胞的激活大多發(fā)生在TLRs的環(huán)境中,阻斷TLR4信號傳導導致肌成纖維細胞轉(zhuǎn)化和基質(zhì)重塑,從而預防和逆轉(zhuǎn)纖維化[22]。隨著近年來對外泌體與自身免疫性疾病發(fā)病機制的深入研究,越來越多證據(jù)顯示不同來源的外泌體及外泌體衍生的RNA與SSc的發(fā)病密切相關。

SSc患者皮膚可出現(xiàn)鈣質(zhì)沉著,鈣質(zhì)沉著病可通過皮膚形成潰瘍或感染[20]。因此皮膚傷口的愈合對SSc患者至關重要。通過研究外泌體與不同纖維化疾病的相關性可知,實質(zhì)細胞應激后通過釋放外泌體,將應激信號傳遞給鄰近的免疫細胞,如巨噬細胞,從而誘導幾個器官的纖維化[23-25]。皮膚再生依賴于皮膚細胞的增殖。在先前研究中評估了人類脂肪干細胞(adipose-derived mesenchymal stem cells,ADMSCs)來源的外泌體是否能夠刺激人類真皮成纖維細胞的再生,從而促進傷口愈合,研究發(fā)現(xiàn)ADMSCs來源的外泌體可被人類真皮成纖維細胞內(nèi)化,以劑量依賴的方式促進人類真皮成纖維細胞的增殖和遷移,刺激膠原合成,同時也增加了成纖維細胞中n-鈣粘蛋白、細胞周期蛋白-1和Ⅰ型和Ⅲ型膠原等基因表達,微陣列分析顯示了具有再生功能的miRNAs的富集,從而加速皮膚再生[26]。另外,在研究人類ADMSCs來源的外泌體對皮膚傷口愈合的影響中發(fā)現(xiàn),ADMSCs及其來源的外泌體顯著增加了受體細胞中miR-19b的表達,而抑制miR-19b導致ADMSCs來源的外泌體的治療效果降低。更進一步研究發(fā)現(xiàn)ADMSCs來源的外泌體miR-19b通過靶向趨化因子CC基序配體1(CCL1)和調(diào)節(jié)通路促進皮膚傷口愈合[27]。TGF-β通路的激活可導致纖維化,從而促進傷口愈合。這一發(fā)現(xiàn)可能有助于開發(fā)新的促進傷口愈合的治療方法。

成纖維細胞來源的外泌體也可以誘導纖維化。在SSc中,通過對比正常人皮膚成纖維細胞與SSc患者成纖維細胞發(fā)現(xiàn),在SSc患者皮膚成纖維細胞中觀察到外泌體標記CD63、CD9和CD81的表達增加,表明外泌體水平增加,而且來源于SSc患者成纖維細胞的培養(yǎng)基中Ⅰ型膠原α1和Ⅰ型膠原α2的mRNA水平顯著增加,外泌體含量增加可能誘導SSc患者成纖維細胞Ⅰ型膠原的表達增加,從而促進纖維化。此外,從SSc患者成纖維細胞培養(yǎng)基中分離的外泌體也可以刺激正常成纖維細胞中Ⅰ型膠原的表達[14]。由此證明外泌體可能參與SSc的纖維化。

研究發(fā)現(xiàn)中性粒細胞來源的外泌體包含許多參與SSc發(fā)病機制的特征性miRNAs和lncRNAs,對dSSc患者中性粒細胞來源的外泌體miRNA和lncRNA表達譜進行系統(tǒng)分析,發(fā)現(xiàn)了與外泌體的miRNAs、lncRNAs和mRNAs相關的信號通路,包括Wnt、AMPK、IL-23和NOTCH信號通路,同時鑒定出信號通路中與SSc纖維化相關的基因?qū)?dSSc患者中性粒細胞來源的外泌體可激活Wnt、AMPK、IL-23和NOTCH信號通路,促進纖維化的發(fā)生[5]。這是第一個系統(tǒng)分析dSSc患者中性粒細胞來源的外泌體miRNA和lncRNA表達譜的研究,一些與SSc纖維化相關的lncRNA-miRNA-mRNA可能是dSSc中潛在的生物標志物和治療靶點,但這些RNA的生物學功能和四個相關信號通路有待進一步探索。

4 外泌體在SSc的診治中的潛在應用

外泌體不僅可以作為生物標志物診斷疾病,還可以作為多種疾病的治療劑。在臨床診斷上,外泌體可能是有效的生物標志物,能夠超越目前現(xiàn)有的侵入性方法的診斷。外泌體攜帶的各種蛋白質(zhì)和miRNAs,是包括自身免疫疾病在內(nèi)的各種疾病的良好的生物標志物的來源。外泌體中各種蛋白質(zhì)水平變化的定量數(shù)據(jù)可以使這些蛋白質(zhì)成為有價值的生物標志物,用于診斷SSc、評估疾病進展和嚴重程度或評估患者對治療的反應。外泌體中的miRNAs作為生物標志物或在鄰近和遠處細胞中作為表型狀態(tài)修飾者的潛力一直是研究熱點。miRNAs是小的(約22個核苷酸)、非編碼和進化保守的RNA,能夠在轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)大量蛋白編碼基因的表達,循環(huán)miRNAs成為SSc潛在的替代診斷和預后標記物[28]。在臨床治療上,由于有天然的生物相容性和細胞靶向特性,外泌體成為一種有潛力的藥物遞送載體[29]。目前有許多可用的藥物輸送的載體,如脂質(zhì)體、納米粒子、微膠粒、水凝膠等,但這些載體大多具有如生物利用度低、全身毒性高、較差的生物相容性及生物降解性等缺點。而外泌體和多囊泡體具有某些其他藥物輸送載體不具備的優(yōu)點,如有機性、良好的生物利用度、穩(wěn)定性高、具有很少或非常小的毒性和免疫原性[12,30]。與傳統(tǒng)的給藥系統(tǒng)相比,納米囊泡給藥系統(tǒng)最大的優(yōu)點是能夠?qū)⑺幬锾崆八偷教囟ǖ牟课?也稱為藥物靶向。目前的證據(jù)表明,外泌體的使用還可以為未來無細胞癌癥疫苗的開發(fā)奠定基礎[4]。

越來越多的研究證實外泌體對SSc模型小鼠有診治作用。在博萊霉素誘導的SSc小鼠模型中研究臍帶間充質(zhì)干細胞(umbilical cord mesenchymal stem cells, UCMSCs)來源的外泌體對真皮纖維化的影響,結(jié)果表明SSc小鼠經(jīng)UCMSCs來源的外泌體治療后恢復了真皮結(jié)構(gòu),減少了真皮厚度,并增加了皮下脂肪組織厚度。此外, UCMSCs來源的外泌體抑制Ⅰ型膠原、III型膠原和α平滑肌肌動蛋白(α smooth muscle actin, α-SMA)的表達。在UCMSCs來源的外泌體處理的小鼠中, TGF-β/Smad信號通路也受到抑制[31]。結(jié)果表明,UCMSCs來源的外泌體可以通過下調(diào)TGF-β/Smad信號通路來減弱真皮纖維化中肌成纖維細胞的激活和膠原沉積,從而改善了SSc模型小鼠的皮膚纖維化。

另外,骨髓間充質(zhì)干細胞(bone marrow mesenchymal stem cells, BM-MSCs)衍生的外泌體是低免疫原性的納米載體,含有許多免疫調(diào)節(jié)因子,與BM-MSCs的作用相同,可通過自身發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能,并且可通過添加抗炎分子和某些受體,特異性地靶向受損的組織或器官。由此可見,外泌體可能是治療強直性脊柱炎和SSc等其他自身免疫性疾病的新藥物[32]。外泌體中的miR-151-5p是一種有前途的生物標志物。在SSc小鼠模型中,將從供體BM-MSCs釋放的外泌體中含有的miR-151-5p轉(zhuǎn)移到受體BM-MSCs中,從而抑制IL4Rα的表達和mTOR通路的下調(diào)以增強成骨分化并減少成脂分化[33]。miR-151-5p的全身給藥可以減輕SSc小鼠的骨髓間充質(zhì)干細胞損傷和皮膚硬化,挽救其骨量減少以及免疫障礙,這表明miR-151-5p可能是診治SSc的特異性靶點。注射BM-MSCs來源的外泌體可顯著抑制博萊霉素誘導的SSc小鼠皮膚纖維化和炎癥。BM-MSCs來源的外泌體顯著減少了病變皮膚中膠原的數(shù)量和α-SMA+肌成纖維細胞和CD68+巨噬細胞的數(shù)量。它們還降低了成纖維細胞I型膠原和TGF-β受體1的表達。此外,miRNA分析顯示, BM-MSCs來源的外泌體中有幾種miRNAs具有抗纖維化潛能。在成纖維細胞中過表達miR-196b-5p顯著抑制I型膠原蛋白α2的表達[34]。由此可知,外泌體miR-196b-5p抑制I型膠原蛋白的表達可能是BM-MSCs來源的外泌體抑制SSc小鼠模型皮膚纖維化的機制之一。因此,使用MSCs來源的外泌體可能是治療系統(tǒng)性硬化癥的一種潛在的治療方法。

目前研究不僅局限于外泌體對SSc模型小鼠的在治療作用,也初步對SSc患者進行研究,從而探索外泌體在SSc中的臨床應用。從SSc患者血清中分離外泌體,通過檢測其18種抗纖維化和9種促纖維化miRNA的含量,與正常血清外泌體相比,SSc血清外泌體中的10個抗纖維化miRNAs減少,6個促纖維化miRNAs增加。此外,在lcSSc和dcSSc患者中,檢測發(fā)現(xiàn)外泌體中的8個miRNAs水平顯著不同[35],這表明這些miRNAs可能是區(qū)分SSc亞型的有價值的生物標志物。從局限性或彌漫性SSc患者血清中分離的外泌體在體外引起正常人皮膚成纖維細胞中纖維化前基因表達和I型膠原及纖連蛋白產(chǎn)生和分泌,表明SSc患者的血清外泌體含有的miRNA顯示出明顯的纖維化特征,并在體外誘導正常成纖維細胞的纖維化表型[35]。因此,血清來源的外泌體除了是SSc診斷和預后生物標志物的潛在來源外,可能是治療SSc的一種新的模式,旨在防止促纖維化SSc表型擴展到身體未受影響的區(qū)域,從而阻止這種毀滅性疾病的纖維化的進展。

綜上所述,這些發(fā)現(xiàn)表明外泌體尤其是間充質(zhì)干細胞來源的外泌體在SSc的診斷治療中顯示出巨大的潛力,并且在許多自身免疫性疾病中發(fā)揮診斷治療作用。然而使用外泌體作為治療藥物有局限性,外泌體的提取和分離技術不完善,導致提取率低[36]。另外,外泌體作為藥物輸送載體的裝載效率低,這可能是因為外泌體內(nèi)的一部分來源于它們的親代細胞,從而導致容納外源因子的空間有限[37]。雖然在實際使用外泌體時面臨巨大的挑戰(zhàn)和困難,但這種內(nèi)源性囊泡在生物醫(yī)學領域顯示出巨大的潛力,并將成為下一代先進的藥物治療。

5 結(jié)語

SSc是一種復雜的慢性自身免疫性疾病,以血管病變、免疫異常、纖維化為特點。目前由于缺乏有效的診斷及治療,會導致死亡的嚴重后果。外泌體是大多數(shù)細胞分泌的具有多種功能的小囊泡,外泌體與SSc的發(fā)病機制關系密切,并在血管病變、免疫異常、纖維化3個方面發(fā)揮作用。

在血清來源的外泌體與SSc血管病變的研究中發(fā)現(xiàn)皮膚潰瘍和凹陷性疤痕的發(fā)生率在血清外泌體水平降低的SSc患者中顯著增加。由此可假設,在SSc中所見的血管異常,特別是微血管病,可能導致外泌體從皮膚組織向血液轉(zhuǎn)移障礙,從而導致血清外泌體減少,繼而下調(diào)I型膠原蛋白而導致皮膚潰瘍或凹陷性疤痕。血清外泌體減少引起的血管異常和I型膠原表達水平降低可能協(xié)同介導了SSc潰瘍的延遲愈合。然而,研究比較了皮膚潰瘍患者的血清和皮膚的外泌體水平,沒有發(fā)現(xiàn)顯著的相關性。此外,在SSc和正常皮膚中內(nèi)皮細胞外泌體表達水平無明顯差異。因此需要進一步的研究來證明這種假設。自身抗原和自身抗體的產(chǎn)生在自身免疫疾病的發(fā)病機制中起著重要作用。外泌體能否作為自身反應識別的目標觸發(fā)或維持病理的自身免疫反應是外泌體能否在自身免疫性疾病中起作用的關鍵。研究發(fā)現(xiàn)外泌體中的自身抗原可被自身抗體所識別,并能在自身免疫性疾病患者中觸發(fā)自身免疫反應,然而目前關于外泌體可作為SSc的自身抗原的研究缺乏證據(jù),還需進一步探索。

外泌體有助于SSc的診斷及治療,近年來,外泌體已成為自身免疫性疾病的潛在生物標志物和治療劑。大量證據(jù)表明,外泌體在自身免疫性疾病的生理和病理功能中起著重要作用。然而,目前人們對這些囊泡結(jié)構(gòu)的個體成分、精確功能以及針對其作為生物標志物、治療載體和自身免疫性疾病的靶點尚未完全了解。外泌體的基礎和應用研究仍處于早期階段,與其他疾病相比,對SSc發(fā)病機制中外泌體的研究相對較少。對于外泌體用于臨床仍需更多的研究,首先,盡管在動物實驗的基礎上已初步證實了外泌體的安全性,但仍然需要大量實驗來確保其用于臨床的安全性;其次,外泌體可以來源于脂肪、臍帶等不同的間充質(zhì)干細胞,需要進一步實驗探究不同間充質(zhì)干細胞來源的外泌體的具體特性、對SSc的作用機制以及用于SSc乃至自身免疫性疾病的使用劑量及療效。最后,目前外泌體的提取面臨耗時耗力、純度相對較低等問題,如何提高外泌體的純度,高效提取外泌體也是需要考慮的問題。因此,目前仍需進一步探索外泌體的生物學和功能及外泌體在SSc發(fā)病以及診治方面的潛在作用,使外泌體更安全高效的用于臨床。