外泌体概述
外泌体（Exos）是细胞内多泡体形成过程中产生的小细胞外颗粒囊泡，直径约 40 - 160nm，起源于内吞作用。它由脂质双分子层膜包裹，内部含有多种生物活性分子，如小 RNA、蛋白质和代谢分子等。外泌体作为细胞间的载体，通过膜融合、内吞作用以及与靶细胞受体配体结合等方式实现信息传递，在维持机体稳态中发挥重要作用。
外泌体具有高度异质性，其大小、内容物、功能和细胞来源各不相同。它广泛存在于各种生物体液中，也可由体外培养细胞释放。不同来源的外泌体，如间充质干细胞（MSCs）、巨噬细胞、肿瘤细胞和植物细胞等，具有不同的特性和功能。
MSCs 分泌的外泌体可促进神经再生、血管生成和组织修复，还具有免疫调节功能；巨噬细胞来源的外泌体根据其亚型（M1 或 M2）的不同，在免疫反应和疾病发展中发挥不同作用；肿瘤细胞释放的外泌体参与肿瘤微环境的调节，可作为疾病诊断指标和治疗靶点；植物来源的外泌体具有低毒性、低免疫原性等优点，在生物治疗中展现出潜力。
外泌体的结构与组成
外泌体是细胞膜向内出芽形成内体，经一系列过程后与细胞膜融合释放的囊泡结构。其膜富含胆固醇和二酰甘油，由双层磷脂和多种蛋白质组成，内部为疏水囊泡，含有来自母细胞微环境和细胞质的生物活性分子。这些分子的结构和组成与外泌体的功能密切相关。
外泌体的主要功能
外泌体在细胞间通讯中起重要作用，它携带的生物分子能准确反映细胞状态，并在细胞间传递信号分子，调节靶细胞的基因表达和生物学功能。外泌体与靶细胞的相互作用主要通过配体 - 受体结合、膜融合或内吞作用，触发下游信号级联反应，调控细胞代谢、增殖和分化等关键生物学过程。
外泌体具有免疫调节功能，可通过携带免疫调节分子或信息，对免疫反应进行正向或负向调节。例如，某些外泌体携带转化生长因子 - β（TGF - β）和白细胞介素 - 10（IL - 10）等抑制性细胞因子，抑制炎症和自身免疫反应；而另一些外泌体则可刺激自然杀伤细胞和 CD8+T 细胞的活性，增强对肿瘤细胞和病原体的细胞毒性。
外泌体含有多种促进组织修复的成分，如细胞增殖因子、促血管生成因子、抗炎剂和抗氧化剂等。在促进细胞增殖和再生方面，MSCs 来源的外泌体可加速皮肤细胞增殖和伤口愈合，促进成纤维细胞增殖和胶原蛋白合成；在促进血管再生方面，外泌体中的血管内皮生长因子和碱性成纤维细胞生长因子（FGF）等可促进血管生成，改善组织氧合和营养供应；外泌体还能通过调节炎症反应和细胞外基质（ECM）合成与降解，促进组织修复和再生。
外泌体通过释放神经营养因子和转移 RNA 等机制，调节神经元发育，为神经元提供保护，抵御氧化损伤和炎症等环境压力。它还能调节神经元的炎症反应，影响神经元与神经胶质细胞的相互作用，维持神经系统的完整性。
外泌体的提取与纯化
差速离心（DC）是常用的外泌体分离方法，基于外泌体与污染物颗粒在大小和密度上的差异进行分离，但多次离心可能降低外泌体回收率，影响其物理性质，且对操作人员要求较高。密度梯度离心法通过添加分离介质（如蔗糖、碘克沙醇），可提高分离效果。
超滤（UF）基于不同孔径的膜对细胞外囊泡（EVs）的截留作用，可分离 2 - 100nm 直径的颗粒。该方法操作简单、经济高效，但存在膜孔易堵塞、外泌体产量和纯度较低的问题，常与其他方法联用。
微流控技术可高通量地选择性捕获外泌体，具有操作简便、样品消耗低等优点，但设备设计、制造和操作较为复杂。
聚合物沉淀法使用亲水性聚合物（如聚乙二醇，PEG）使外泌体沉淀，操作简单、分析时间短，但聚合物难以完全去除，会影响外泌体的纯度和回收率。
免疫亲和捕获法利用抗体特异性捕获表达特定标记的外泌体，可获得高纯度外泌体，但抗体解离可能影响外泌体完整性，且产量较低。
尺寸排阻色谱（SEC）根据分子大小进行分离，外泌体回收率较高，具有成本效益好、可重复性强等优点，但无法区分大小相似的外泌体和微泡，常与其他技术结合使用。
外泌体的表征
外泌体的定性和定量表征用于评估其分离效果和质量，常用方法包括检测蛋白质含量、分析脂质组成、测定颗粒大小和浓度等。
纳米颗粒跟踪分析（NTA）和动态光散射（DLS）是常用的颗粒大小检测技术。NTA 通过监测颗粒的布朗运动来确定外泌体的大小和分布，但特异性较差；DLS 通过分析散射光来估计颗粒大小，操作简便、样品用量少，但对小颗粒检测困难，易受杂质影响。
荧光相关光谱（FCS）用于表征分子数量和扩散系数，可基于抗体 - 囊泡相互作用对 外泌体进行高通量筛选和表征，但使用的荧光染料缺乏特异性。
质谱可对多种临床相关分析物进行定性和定量分析，结合生物信息学可系统表征外泌体特异性蛋白质，在癌症相关生物标志物分析中具有重要应用。
免疫分析技术用于检测外泌体表面的标记蛋白，如 CD63、Tsg101、CD9 和 CD81 等，但操作复杂、检测效率不一。常用的免疫分析方法包括流式细胞术、蛋白质免疫印迹（Western blotting）和酶联免疫吸附测定（ELISA）等。
透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）可用于观察外泌体的形态和结构，TEM 可提供内部结构和粒径分布信息，SEM 主要用于表面结构检查，但 TEM 操作复杂、样品制备要求高。
外泌体的靶向修饰
基因工程修饰通过将靶分子的基因序列与特定外泌体膜蛋白的基因序列融合，使外泌体获得靶向能力。例如，将软骨细胞亲和肽与 LAMP - 2B 融合，可使外泌体靶向软骨细胞，用于骨关节炎的治疗。
化学表面修饰通过偶联反应或脂质组装过程，将天然或合成配体结合到外泌体蛋白上。点击化学是常用的修饰技术，如利用铜 - 自由点击化学将心肌靶向肽和胆固醇修饰的 siRNA 连接到外泌体表面，实现 siRNA 的靶向递送。
物理处理方法包括共孵育、电穿孔、冻融循环、皂苷处理、超声暴露和挤压技术等，可增强外泌体的载体功能。例如，电穿孔可使药物和核酸进入外泌体，超声照射可促进药物递送，冻融循环可改变外泌体膜结构和功能，实现有效 cargo 封装。此外，外泌体 - 脂质体杂交可优化外泌体表面性质，提高其在血液中的半衰期和靶细胞摄取效率。
外泌体递送的生物材料
外泌体在疾病治疗中的临床应用受到产量低、效率低和递送持续时间短等问题的限制。为解决这些问题，研究人员探索将外泌体与多种生物材料结合，常用的生物材料包括硫酸软骨素、海藻酸盐（Alg）、丝素蛋白（SF）、透明质酸（HA）、壳聚糖（CS）和聚乳酸（PLA）等。
硫酸软骨素具有良好的生物相容性、抗炎、抗氧化和抗降解特性，可用于制备基于硫酸软骨素的药物载体，实现外泌体的有效递送，如用于软骨修复。
海藻酸盐是一种线性多糖，具有良好的生物相容性和成本效益，其水凝胶可在温和条件下与二价阳离子凝胶化，用于外泌体的封装和递送，可防止外泌体过早降解，提供持续的治疗效果，如用于心肌梗死和炎症性肠病的治疗。
丝素蛋白是一种天然蛋白质聚合物，具有优异的机械强度、缓慢的体内生物降解性和高生物相容性，可通过温和的水相过程负载敏感药物，在伤口愈合和免疫调节等方面具有应用潜力。
透明质酸是皮肤中最丰富的酸性粘多糖，在细胞外基质中起重要作用，可促进细胞粘附和血管生成。HA - 基水凝胶和支架可提高外泌体的治疗效果和稳定性，还可作为靶向配体用于药物递送系统。
壳聚糖是一种天然多糖，具有良好的生物相容性和生物降解性，可诱导骨形成和促进成骨细胞生长，是外泌体持续释放的理想载体，在骨修复和创伤性脑损伤修复等方面有应用。
聚乳酸是一种聚酯，具有机械稳定性和细胞相容性，但需进行表面修饰以提高生物活性。PLA 支架与外泌体结合可用于骨修复，如促进成骨分化和骨组织再生。
外泌体的递送途径
水凝胶是一种生物相容性好、机械性能稳定的可吸收生物平台，由三维亲水聚合物组成，可提供适合内源性细胞生长的营养环境，具有可注射和粘附性。将外泌体掺入水凝胶中可增强其稳定性和生物活性，促进伤口愈合和组织再生。近年来，外泌体与其他药物联合负载于水凝胶的研究受到越来越多关注，同时，具有自愈合和抗菌性能的水凝胶也在开发中。
微球是一种聚合物颗粒分散系统，具有多尺度结构、功能特性和可注射性，可作为外泌体的载体，实现外泌体的控制释放、持续释放和靶向递送。通过调整微球的结构和组成，可改变外泌体的释放速率和特性，促进血管化骨再生、抑制细胞增殖和诱导细胞凋亡等。
微针（MNs）是一种微创装置，可无痛穿透皮肤外层，促进大分子进入。在设计微针时，需优化其材料的生物降解性和长期生物相容性。微针可用于外泌体的经皮递送，如促进毛发再生、治疗糖尿病伤口和阿基里斯腱病等。此外，通过创新策略可提高微针递送外泌体的效率和治疗效果。
3D 打印技术可精确制造具有复杂空间结构的组织或器官，用于外泌体递送可增强治疗效果。外泌体可通过封装在支架材料中或涂覆在支架表面进行递送，促进软骨、骨和神经组织的再生。但单材料水凝胶的快速降解和传统光交联技术的局限性，需要引入其他生物材料来提高其适用性。
静电纺丝是一种制备超细聚合物纤维的技术，所得纤维支架与细胞外基质结构相似。外泌体可通过表面吸附、混合或乳液等方法掺入静电纺丝纤维中，促进骨再生、血管生成和神经轴突融合等，在骨修复和神经再生等领域具有应用潜力。
外泌体在皮肤病治疗中的应用
系统性红斑狼疮（SLE）是一种自身免疫介导的多系统疾病，传统治疗方法存在局限性。外泌体可用于 SLE 的早期诊断和治疗，如含有杀菌 / 通透性增加蛋白（BPI）的外泌体可作为 SLE 肾炎的早期诊断指标；MSCs 来源的外泌体可调节巨噬细胞极化和 Treg 细胞活性，抑制免疫反应，通过 miRNA - 介导的机制调节 B 细胞激活，减轻狼疮样疾病进展。
特应性皮炎（AD）是一种慢性皮肤炎症，目前的治疗药物存在副作用。外泌体可通过抑制炎症细胞因子的表达，改善 AD - 样症状，促进皮肤再生。例如，脂肪干细胞（ASC）来源的外泌体和 IFN - γ 触发的多功能 MSCs（iMSCs）分泌的外泌体，可分别通过减少炎症细胞因子和抑制 T 细胞免疫反应，改善皮肤屏障功能。
银屑病的发病与免疫失调有关，目前治疗选择有限。外泌体疗法因其生物相容性好、细胞毒性低、免疫原性低和靶向性好等优点，在银屑病治疗中展现出前景。MSCs 来源的外泌体可调节银屑病样皮肤炎症，中性粒细胞来源的外泌体参与银屑病的自身炎症反应。此外，外泌体还可作为药物载体，递送药物或 miRNA，调节细胞因子表达，治疗银屑病。
随着年龄增长，皮肤成纤维细胞活力和功能下降，导致皮肤衰老。外泌体可调节组蛋白甲基化，逆转衰老的肌腱干细胞 / 祖细胞（AT - SC）衰老，促进成纤维细胞功能恢复，增加胶原蛋白合成，减轻皮肤炎症。植物来源的外泌体和牛奶来源的外泌体也具有抗皮肤衰老的作用，如苹果来源的纳米囊泡和牛奶外泌体可调节皮肤细胞的生理过程，促进皮肤健康。
伤口愈合受多种因素影响，如血管生成不足、炎症和慢性缺氧等。外泌体可调节伤口愈合的炎症、增殖和重塑阶段，促进伤口愈合。例如，MSCs 来源的外泌体可诱导巨噬细胞向抗炎的 M2 表型极化，促进血管生成和胶原蛋白合成。外泌体的持续释放通常需要载体，如 Pluronic F - 127 和 PEG 水凝胶等，可提高外泌体在伤口部位的保留和递送效率。此外，外泌体与抗菌材料的协同作用可有效治疗伤口感染，促进伤口愈合。
系统性硬化症（SSc）是一种以皮肤纤维化和组织硬结为特征的自身免疫性疾病，发病机制复杂。干细胞来源的小细胞外囊泡（EVs）可调节免疫系统，在 SSc 治疗中具有潜力。例如，人脐带间充质干细胞（hUCMSC）来源的外泌体可调节细胞外基质沉积和上皮 - 间质转化过程，具有抗纤维化和抗炎作用；脂肪间充质干细胞（ADMSC）来源的外泌体和骨髓间充质干细胞（BMSC）来源的外泌体可通过调节相关信号通路，减轻皮肤纤维化。
总结与展望
外泌体作为一种新型的无细胞治疗方法，在皮肤组织再生和多种皮肤疾病治疗中具有巨大潜力，有望成为皮肤护理产品的关键成分。然而，目前外泌体技术存在成本高、提取纯化方法不理想、缺乏标准化纯度评估指南、作用机制尚未完全阐明等问题。未来需要进一步研究，确定最佳的提取纯化技术组合，探索细胞衍生纳米囊泡（CDNs）等替代物的应用，明确外泌体的作用机制，开展更多动物模型实验和临床研究，验证其治疗效果和安全性，实现标准化大规模生产，推动外泌体在临床诊断和治疗中的广泛应用，为皮肤病及其他系统性疾病的治疗带来突破。
