外泌體在皮膚科的相關(guān)研究進(jìn)展

廉琛 李東霞 楊雪瀅

【摘 要】外泌體是一種幾乎所有細(xì)胞都可分泌的微小囊泡，由細(xì)胞經(jīng)胞吐作用產(chǎn)生，并作用于靶細(xì)胞產(chǎn)生效應(yīng)。外泌體能夠傳遞多種生物信號，參與多種生理、病理過程，還可以作為生物標(biāo)記物、治療藥物、藥物載體、治療靶點(diǎn)等。因此，外泌體在皮膚科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域中具有重要意義。本文就外泌體及外泌體在皮膚科疾病的相關(guān)研究進(jìn)展作一綜述，以期為皮膚科相關(guān)疾病的診斷和治療提供新的策略與可能。

【關(guān)鍵詞】細(xì)胞外囊泡；外泌體；炎癥性皮膚?。黄つw腫瘤

中圖分類號：R751文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1004-4949（2023）05-0159-04

Research Progress of Exosomes in Dermatology

LIAN Chen， LI Dong-xia， YANG Xue-ying

（Department of Dermatology， Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University， Hohhot 010050， Inner Mongolia， China）

【Abstract】Exosomes are small vesicles secreted by almost all cells， which are produced by cells through exocytosis and act on target cells to produce effects. Exosomes can transmit a variety of biological signals， participate in a variety of physiological and pathological processes， and can also be used as biomarkers， therapeutic drugs， drug carriers， therapeutic targets， etc. Therefore exosomes are also important in related fields of dermatology. This article reviews the research progress of exosomes and exosomes in dermatological diseases， in order to provide new strategies and possibilities for the diagnosis and treatment of dermatological diseases.

【Key words】Extracellular vesicle； Exosome； Inflammatory skin disease； Skin tumors

細(xì)胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）是由細(xì)胞分泌的具有脂質(zhì)雙層結(jié)構(gòu)的小泡，根據(jù)其形成機(jī)制、大小、內(nèi)容物等不同，分為外泌體、微泡、凋亡小體等[1]。外泌體（exosomes）是EVs中的一個(gè)亞群，廣泛存在于各種體液中，遞送包括蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、多糖、RNA等在內(nèi)的多種生物活性分子，參與各種生理病理學(xué)過程[2]。由于外泌體可以作為新型診斷標(biāo)記物、治療靶點(diǎn)、藥物載體，目前已被廣泛研究，其臨床應(yīng)用也逐步走向商業(yè)化，外泌體的提取、加工、修飾等技術(shù)也日趨成熟。因此，本文就外泌體在皮膚科疾病的相關(guān)研究進(jìn)展作一綜述，為今后外泌體在皮膚科的應(yīng)用提供新的思路。

1 外泌體概述

細(xì)胞外囊泡是幾乎所有已知的細(xì)胞分泌的細(xì)胞膜來源的膜結(jié)構(gòu)，包括外泌體、微囊泡和凋亡小體。1983年研究者首次在網(wǎng)織紅細(xì)胞成熟過程中發(fā)現(xiàn)了外泌體，之后發(fā)現(xiàn)外泌體廣泛存在于尿液、血液、乳汁、唾液、腦脊液、羊水以及支氣管灌洗液、滑膜液和惡性腹水等多種體液中[3]。

1.1 外泌體的生成與調(diào)節(jié)機(jī)制 外泌體形成機(jī)制復(fù)雜，目前尚未完全闡明。首先，細(xì)胞通過內(nèi)吞作用使細(xì)胞膜內(nèi)凹，產(chǎn)生內(nèi)吞泡，形成早期內(nèi)體。在高爾基體參與下，早期內(nèi)體轉(zhuǎn)變?yōu)橥砥趦?nèi)體，早期內(nèi)體膜不斷向內(nèi)出芽形成很多囊泡，并積累，使內(nèi)體轉(zhuǎn)化為多囊泡體。隨后，多囊泡體與質(zhì)膜融合，多囊泡體內(nèi)部囊泡被釋放到細(xì)胞外，外泌體便由此形成。

1.2 外泌體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 外泌體直徑為30～150 nm，具有脂質(zhì)雙分子層膜結(jié)構(gòu)，膜中含有少量磷脂酰絲氨酸，大量膽固醇、神經(jīng)酰胺和鞘磷脂。外泌體反映了母細(xì)胞內(nèi)部的分子成分，與母細(xì)胞的保真度已得到證實(shí)，其內(nèi)攜帶多種生物分子，包括聚糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)[膜聯(lián)蛋白、熱休克蛋白、四分子交聯(lián)體蛋白（如CD63、CD81和CD9等）]、核酸（DNA、mRNA、lnRNAs等）、代謝物等[4]。

2 外泌體在疾病診療中的應(yīng)用

2.1 診斷 外泌體富含多種生物活性物質(zhì)，這些物質(zhì)可以用于疾病診斷。Li C等[5]發(fā)現(xiàn)體液中外泌體microRNA-34a-5p含量與口腔扁平苔蘚癥狀嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，且外泌體microRNA-34a-5p水平越高，臨床癥狀越嚴(yán)重。因此，循環(huán)外泌體microRNA-34a-5p可能成為診斷和評估口腔扁平苔蘚嚴(yán)重程度的潛在生物標(biāo)志物。

2.2 治療 外泌體體積小，可自由穿越血管壁，穿透生物屏障，有效避免被吞噬，具有較好的生物相容性和較低的免疫原性，在體液中廣泛分布并穩(wěn)定存在，具有天然的藥物遞送優(yōu)勢，是理想的藥物載體。但天然外泌體存在靶向性弱、易在體內(nèi)迅速清除等缺陷，外泌體能通過修飾形成工程避免上述問題。Wang P等[6]選擇活化的M1型巨噬細(xì)胞來源的外泌體作為載體，降低了紫杉醇的毒性，提高了其生物利用度，還增強(qiáng)了紫杉醇的治療效果。由此說明，通過對外泌體進(jìn)行修飾、加工，能夠?qū)ν饷隗w進(jìn)行優(yōu)化，彌補(bǔ)其原本的缺陷，使其成為臨床上更為理想、更加有效的藥。

3 外泌體在皮膚科相關(guān)疾病中的研究

3.1 炎癥性皮膚病及自身免疫性皮膚病

3.1.1特應(yīng)性皮炎 特應(yīng)性皮炎是一種具有一定的遺傳性，與過敏因素相關(guān)的慢性炎癥性皮膚疾病，臨床以劇烈瘙癢為主要癥狀。Cho BS等[7]首次研究脂肪組織間充質(zhì)干細(xì)胞來源的外泌體能否改善特應(yīng)性皮炎小鼠模型，結(jié)果表明注射該外泌體顯著降低了特應(yīng)性皮炎小鼠局部皮損處炎癥因子、腫瘤壞死因子的表達(dá)，以及IgE水平、嗜酸粒細(xì)胞計(jì)數(shù)，減少了皮損局部炎細(xì)胞浸潤，改善了實(shí)驗(yàn)鼠的臨床癥狀，降低了臨床評分。Shin KO等[8]發(fā)現(xiàn)對特應(yīng)性皮炎小鼠模型皮下注射脂肪組織間充質(zhì)干細(xì)胞來源的外泌體能提高皮損處角質(zhì)層的水合作用，降低多種炎癥因子的水平，還能夠誘導(dǎo)神經(jīng)酰胺和二氫神經(jīng)酰胺的產(chǎn)生，有效地恢復(fù)了皮損處皮膚的屏障功能。因此，外泌體具有減輕特應(yīng)性皮炎皮損嚴(yán)重程度的作用，有利于皮損盡快恢復(fù)。

3.1.2銀屑病 銀屑病是一種常見的慢性炎癥性皮膚病，該病的發(fā)生與遺傳、感染、免疫紊亂等因素有關(guān)。典型臨床表現(xiàn)為散在分布的境界清楚的紅色斑塊，上覆銀白色鱗屑，易反復(fù)發(fā)作，給患者帶來極大的心理和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。有研究表明[9]，銀屑病患者內(nèi)皮細(xì)胞來源的外泌體較正常人增加，與銀屑病皮損面積及嚴(yán)重程度相關(guān)評分呈正相關(guān)。Zhang B等[10]研究發(fā)現(xiàn)，在銀屑病小鼠模型中局部應(yīng)用間充質(zhì)干細(xì)胞來源的外泌體可顯著降低小鼠皮膚中的IL-17，抑制皮膚角質(zhì)層中補(bǔ)體的激活。由此可知，間充質(zhì)干細(xì)胞來源的外泌可以通過抑制炎癥因子改善銀屑病患者癥狀。

3.1.3扁平苔蘚 扁平苔蘚是一種病因不明的慢性、炎癥性、瘙癢性皮膚病，病情易反復(fù)，目前尚不能根治。常發(fā)生于手腕屈側(cè)、踝部和股內(nèi)側(cè)，也可累及頭皮、黏膜、甲及生殖器等部位。Yang JY等[11]研究發(fā)現(xiàn)，T細(xì)胞來源的外泌體可促進(jìn)口腔扁平苔蘚的發(fā)生發(fā)展。此外，有研究表明[5]，患者外周血和唾液中外泌體特異性mRNAs的表達(dá)與健康個(gè)體不同。因此，外泌體特異性mRNAs可能成為口腔扁平苔蘚相關(guān)的生物標(biāo)志物。外泌體mRNAs不僅可以應(yīng)用于早期篩查和進(jìn)展監(jiān)測，還可以輔助發(fā)病機(jī)制的研究以及靶向治療。

3.1.4系統(tǒng)性紅斑狼瘡 系統(tǒng)性紅斑狼瘡是臨床常見的自身免疫病，其發(fā)病機(jī)制尚未完全清楚。特異性的外泌體及其內(nèi)含物質(zhì)作為病情活動和預(yù)后進(jìn)展的生物標(biāo)志物，在系統(tǒng)性紅斑狼瘡的研究中得到越來越多的關(guān)注和重視。系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者外泌體中IgG、IgM和C1q水平有所升高。然而，外泌體中IgG是否具有活性尚不清楚。通過高靈敏度納米液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜分析，發(fā)現(xiàn)SLE患者循環(huán)中分離的外泌體中有248個(gè)蛋白顯著上調(diào)，而對照組為184個(gè)[12]。此外，最近的另一項(xiàng)研究表明活動性狼瘡腎炎患者含有線粒體和IgG陽性的外泌體水平較對照組增高[13]，表明不同的外泌體亞群可以有不同的功能。

3.1.5系統(tǒng)性硬化癥 系統(tǒng)性硬化癥主要表現(xiàn)為皮膚及內(nèi)臟器官的纖維化及硬化。目前認(rèn)為，成纖維細(xì)胞異?；罨蠓置谶^量的膠原纖維是其關(guān)鍵的致病因素之一，而成纖維細(xì)胞的活化可能與患者外周血中一些細(xì)胞因子的升高有關(guān)。對系統(tǒng)性硬化癥外泌體的研究非常有限，對其在此病中的作用知之甚少。有研究發(fā)現(xiàn)[14]，系統(tǒng)性石化癥患者皮膚樣本中外泌體標(biāo)志物CD63、CD9和CD81的表達(dá)增加。此外，系統(tǒng)性硬化癥患者成纖維細(xì)胞來源的外泌體分泌增加，且外泌體標(biāo)記物相關(guān)的mRNA水平也升高?？梢?，外泌體很可能參與了系統(tǒng)性硬化癥的發(fā)生發(fā)展，但仍需更多的研究來證實(shí)。

3.1.6大皰性類天皰瘡 大皰性類天皰瘡是一種嚴(yán)重的自身免疫性大皰性皮膚病，常發(fā)生在老年人。臨床表現(xiàn)為水腫性紅斑基礎(chǔ)上發(fā)生水皰和大皰，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量、死亡率較高。Fang H等[15]研究發(fā)現(xiàn)，從大皰性類天皰瘡患者水泡液中分離出來的外泌體可以促進(jìn)炎癥因子和趨化因子的產(chǎn)生，增強(qiáng)中性粒細(xì)胞的趨化，觸發(fā)局部的炎癥反應(yīng)。還有研究發(fā)現(xiàn)大皰性類天皰瘡患者血漿及尿液外泌體攜帶的基因水平相對皰液和血清較高，血漿及尿液獲取較為簡單，特別是尿液有望成為外泌體無創(chuàng)性檢測工具。

3.2 外泌體在皮膚腫瘤中的研究

3.2.1黑素瘤 黑素瘤是黑素細(xì)胞來源的惡性腫瘤，具有強(qiáng)侵襲性及復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移傾向，死亡率居皮膚惡性腫瘤首位，其發(fā)病率和致死率逐年升高。黑素瘤細(xì)胞可以產(chǎn)生多種細(xì)胞外囊泡，研究主要集中于黑素瘤細(xì)胞產(chǎn)生的外泌體。巨噬細(xì)胞是黑素瘤生長和存活的關(guān)鍵參與者。一般情況下，巨噬細(xì)胞可分為M1或M2表型。研究證明[16]黑色素瘤外泌體可以誘導(dǎo)腫瘤巨噬細(xì)胞表型活化最終促進(jìn)腫瘤發(fā)展。此外，自然殺傷細(xì)胞來源的外泌體對黑色素瘤細(xì)胞具有細(xì)胞毒性作用[17]，是一種潛在的黑素瘤治療策略。

3.2.2皮膚鱗癌 皮膚鱗狀細(xì)胞癌是我國常見的皮膚惡性腫瘤之一，來源于皮膚的鱗狀上皮組織，屬于非黑色素瘤皮膚癌。皮膚鱗癌的病因及發(fā)病機(jī)制至今尚未明確，可能與紫外照射損傷、免疫抑制等有關(guān)。有研究報(bào)道[18]，在皮膚鱗癌中發(fā)現(xiàn)了25個(gè)上調(diào)和76個(gè)下調(diào)的外泌體環(huán)狀RNA。其中circ-CYP24A1在本病中表達(dá)上調(diào)，且與si-circ- CYP24A1轉(zhuǎn)染的外泌體孵育后，A431和SCL-1細(xì)胞的增殖、遷移和侵襲降低，凋亡增強(qiáng)。由此可以推測，circ-CYP24A1在皮膚鱗癌中起到促癌作用，能夠促進(jìn)腫瘤的增殖及轉(zhuǎn)移。

4 外泌體在皮膚美容方面的研究

4.1 毛發(fā)生長 Ogawa M等[19]用非瑟酮處理小鼠背部皮膚，發(fā)現(xiàn)非瑟酮能夠誘導(dǎo)角質(zhì)形成細(xì)胞分泌外泌體，激活毛囊干細(xì)胞中的線粒體，并誘導(dǎo)其增殖，表明外泌體是角質(zhì)形成細(xì)胞與毛囊干細(xì)胞相互作用的分子基礎(chǔ)。該研究首次表明角質(zhì)形成細(xì)胞來源的外泌體可以激活毛囊干細(xì)胞，從而誘導(dǎo)毛發(fā)生長。

4.2 皮膚衰老 越來越多的證據(jù)表明，來自干細(xì)胞的外泌體可以緩解或逆轉(zhuǎn)細(xì)胞衰老。Li X等[20]的研究發(fā)現(xiàn)，高糖誘導(dǎo)的內(nèi)皮祖細(xì)胞應(yīng)激可以通過脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞得到緩解，但當(dāng)其外泌體受到抑制時(shí)，脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞幾乎沒有作用，這表明在高血糖條件下，外泌體可能參與抑制內(nèi)皮祖細(xì)胞的衰老。

4.3 皮膚創(chuàng)傷愈合及瘢痕形成 研究發(fā)現(xiàn)[21]，脂肪干細(xì)胞外泌體能夠參與調(diào)節(jié)傷口的免疫反應(yīng)與炎癥反應(yīng)，促進(jìn)血管生成，加速細(xì)胞的增殖和再生，調(diào)節(jié)膠原蛋白的重塑，抑制疤痕增生。傷口愈合治療中，外泌體療法與干細(xì)胞療法相比，前者具有高度的穩(wěn)定性、不被免疫系統(tǒng)排斥，具有歸巢效應(yīng)、劑量易于控制、易于儲存等優(yōu)點(diǎn)。研究表明，脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞分泌的外泌體可能有助于旁分泌信號傳導(dǎo)。Hu L等[22]研究了其在皮膚傷口愈合及瘢痕形成中的作用，發(fā)現(xiàn)該外泌體可被成纖維細(xì)胞攝取和內(nèi)化，刺激細(xì)胞遷移、增殖和膠原合成。此外，脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞分泌的外泌體可被招募到小鼠皮膚切口模型的軟組織創(chuàng)面，加速皮膚創(chuàng)面愈合。組織學(xué)分析顯示，在傷口愈合的早期，系統(tǒng)給予外泌體增加了Ⅰ和Ⅲ型膠原蛋白的生成，促進(jìn)傷口愈合，而在傷口愈合的后期，外泌體可能抑制膠原蛋白的表達(dá)，以減少疤痕的形成。

5 總結(jié)

外泌體在皮膚科的應(yīng)用具有巨大的潛力，這既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。隨著外泌體生物學(xué)特點(diǎn)及功能的深入研究，其不僅介導(dǎo)著細(xì)胞間的信息交流、作為各種疾病的新型標(biāo)志物對疾病的診治提供更加有效檢測途徑，還可作為藥物的載體運(yùn)用于各種疾病的治療，將藥物安全有效地運(yùn)輸至目標(biāo)細(xì)胞、組織或器官，達(dá)到更加精準(zhǔn)、有效的治療效果。外泌體廣泛參與到多種皮膚病的發(fā)生發(fā)展過程中，如皮膚炎癥性疾病與自身免疫性疾病、腫瘤、皮膚衰老、損傷及皮膚愈合、毛發(fā)生長等，外泌體在皮膚科領(lǐng)域的相關(guān)研究成果在不斷更新。有關(guān)外泌體的研究是一個(gè)正在迅速發(fā)展，這代表著對疾病的認(rèn)識達(dá)到了新的維度。外泌體的應(yīng)用大部分處于實(shí)驗(yàn)階段，其安全性及穩(wěn)定性仍有待進(jìn)一步研究。相信隨著更深入的研究了解及更成熟的科研技術(shù)，外泌體必將在皮膚科相關(guān)領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。

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編輯 張孟麗