《International Journal of Nanomedicine》：Exosome-Based Therapies for Skin Aging: Sources, Mechanisms, and Evidence from Preclinical and Clinical Studies
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皮肤老化是一个不可避免的生理过程，由内源性遗传程序和外源性环境因素共同驱动，其特征是皮肤结构和功能的进行性恶化，表现为皱纹、松弛、色素沉着和屏障功能受损。细胞外囊泡，尤其是外泌体，是由细胞主动分泌的纳米级膜性囊泡，通过转运多种生物活性分子，充当细胞间通讯的关键
皮肤老化是一个不可避免的生理过程，由内源性遗传程序和外源性环境因素共同驱动，其特征是皮肤结构和功能的进行性恶化，表现为皱纹、松弛、色素沉着和屏障功能受损。细胞外囊泡，尤其是外泌体，是由细胞主动分泌的纳米级膜性囊泡，通过转运多种生物活性分子，充当细胞间通讯的关键介质。源自不同来源的外泌体，包括间充质干细胞、体细胞、植物、乳汁和血浆，可通过多种机制有效逆转皮肤老化，例如减轻氧化损伤、促进胶原蛋白合成、抑制基质金属蛋白酶（MMPs）的过度表达、清除衰老细胞以及改善线粒体功能。此外，工程化修饰和优化的递送系统可进一步增强外泌体的靶向能力和协同治疗功效。然而，外泌体的临床转化应用仍受到外泌体异质性、缺乏标准化的分离和生产方法、递送效率有限以及关于安全性和有效性的长期临床证据不足等因素的制约。本综述系统总结了外泌体对抗皮肤老化的基础研究、机制和临床证据。研究人员全面探讨了应用前景与挑战，强调了不同外泌体在对抗皮肤老化中的重要价值。
**引言与皮肤生理**
皮肤是一个具有结构组织的动态器官，由表皮、真皮和皮下组织构成，共同支持屏障保护、水平衡、体温调节、感觉功能、免疫防御和组织修复。表皮是对抗环境损伤和经表皮水分丢失的主要屏障，而真皮成纤维细胞和富含胶原蛋白与弹性蛋白的细胞外基质（ECM）在维持皮肤强度和弹性方面发挥核心作用。免疫细胞、血管和神经网络以及皮肤附属器进一步有助于维持皮肤稳态。
**皮肤老化的原因与病理生理学**
皮肤老化是内在生物学改变与累积性环境暴露之间进行性相互作用的结果。内在老化涉及基因组不稳定、端粒磨损、线粒体功能障碍、细胞衰老、干细胞耗竭、慢性炎症和细胞间通讯中断，而外在老化则由紫外线（UV）辐射、空气污染、吸烟和生活方式相关因素加速。皮肤老化的病理生理学以氧化稳态、ECM重塑、细胞衰老和线粒体功能相互关联的改变为特征。氧化应激通过促进基质金属蛋白酶活性和胶原蛋白降解破坏ECM稳态，导致真皮完整性逐渐丧失。衰老皮肤细胞的积累进一步损害再生能力，并通过衰老相关分泌表型促进炎症和基质重塑信号。线粒体功能障碍可进一步放大氧化应激和细胞衰老，从而加剧炎症、ECM恶化和功能衰退。
**皮肤老化治疗中的外泌体**
目前延缓皮肤老化的干预措施包括局部用药、维甲酸类药物、抗氧化剂、能量设备、微针、注射填充剂、富血小板血浆（PRP）以及新兴生物疗法。局部和药物治疗通常方便且微创，但其效果可能受皮肤渗透不足、刺激性和需要长期使用限制。能量设备、微针和注射治疗可产生更明显或更快速的皮肤质地和外观改善，但可能伴随不适、恢复期、治疗相关不良反应以及需要重复操作。新兴的细胞和细胞游离生物方法具有调节多种老化相关过程的潜力，包括氧化应激、炎症、细胞衰老和ECM重塑；然而，其在标准化、递送、生产一致性和长期验证方面的挑战限制了更广泛的临床转化。外泌体作为细胞游离的皮肤老化调节剂受到越来越多的关注。通过细胞间转移生物活性蛋白质、脂质和核酸，外泌体可以调节成纤维细胞、角质形成细胞、内皮细胞和皮肤微环境的其他组分。源自间充质干细胞（MSCs）、体细胞和植物来源的外泌体已显示出减轻皮肤老化的潜力，其机制包括减少氧化应激、促进胶原蛋白和弹性蛋白合成、抑制过度基质金属蛋白酶活性、调节细胞衰老、调控关键信号通路以及改善线粒体功能。此外，亲本细胞预处理、货物装载和其他工程化方法可进一步增强外泌体功能和治疗功效。尽管外泌体疗法潜力巨大，但标准化、递送效率、安全性和长期疗效方面的挑战仍限制其临床转化。
**外泌体的分离与表征**
现有外泌体分离策略主要利用粒径、密度、溶解性和表面特性的差异。差速超速离心因其广泛适用性和处理相对大样本量的能力仍是最常用的方法之一，而密度梯度离心可进一步提高样品纯度。尺寸排阻色谱可实现更温和的分离，减少可溶性蛋白污染。其他常用方法包括超滤、聚合物沉淀和亲和捕获，其在浓缩效率、操作便捷性和选择性富集方面具有优势。可靠的外泌体表征通常需要多种互补技术联合使用。透射电子显微镜（TEM）和冷冻电子显微镜用于评估囊泡形态和膜超微结构。纳米颗粒追踪分析（NTA）、动态光散射（DLS）和电阻脉冲传感可提供粒径分布和颗粒浓度信息。分子表征通常涉及使用蛋白质印迹、流式细胞术或其他免疫检测方法检测EV相关蛋白，包括CD9、CD63、CD81、TSG101、ALIX和syntenin-1。
**干细胞来源的外泌体**
ADSC-Exos：脂肪组织是动态内分泌器官，脂肪干细胞（ADSCs）因其易获取、自我更新和多向分化能力，是再生医学中的重要细胞来源。ADSC-CM通过改善氧化应激和促进ECM重塑恢复皮肤细胞稳态，其中外泌体是关键活性成分。ADSC-exos可下调III型胶原、MMP-1和MMP-3表达，上调I型胶原表达，逆转UVB诱导的光老化。机制涉及促进成纤维细胞迁移、降低ROS和SA-β-gal活性、抑制p53/p21/p16蛋白，并调节Nrf2、MAPK/AP-1和TGF-β/Smad通路。miR-1246过表达的外泌体通过GSK3β-自噬通路发挥抗光老化作用。lncRNA H19通过miR-138/SIRT1轴改善UVB损伤。此外，ADSC-exos通过激活PINK1/Parkin介导的线粒体自噬减少mtDNA损伤和氧化应激。工程化策略包括红光照刺激产生的纳米囊泡（R-NVs）恢复衰老成纤维细胞功能，以及装载NR、RES、VITC、RET和ARB等天然化合物的ADSC-EVs，通过协同作用增强抗衰老功效。
hucMSC-Exos：人脐带间充质干细胞（hucMSCs）具有来源丰富、原始、免疫原性低和抗氧化活性强等优势。hucMSC-exos通过抑制氧化应激、减少细胞凋亡和促进ECM重塑来保护皮肤屏障细胞。在HaCaT细胞中，hucMSC-exos减轻UVB损伤、减少衰老并调节I型胶原和MMP1表达。H2O2诱导的氧化损伤模型中，hucMSC-exos通过下调NF-κB、JNK和MAPK信号通路发挥保护作用。在色素调节方面，hucMSC-EVs可下调α-平滑肌肌动蛋白、调节黑素生成相关基因并减少黑色素含量。在阿霉素诱导的衰老模型中，hucMSC-exos通过抑制p53/p21信号和IL-6表达延缓衰老。TGF-β预处理的hucMSC-exos增强成纤维细胞迁移和ECM分泌。猪胎盘提取物预处理的MSC-Exo上调胶原I、弹性蛋白和透明质酸合酶mRNA。橄榄苦苷预处理的工程化外泌体可递送miRNAs调节再生基因表达。水解胶原寡肽（HCOPs）可增强hucMSC-exos的协同抗衰老作用。装载β-烟酰胺单核苷酸的hucMSC-sEVs（NMN-sEVs）通过激活SIRT3介导的线粒体自噬改善D-半乳糖诱导的皮肤老化。鉴于外泌体皮肤渗透有限，利用海绵骨针形成微通道可提高透皮递送效率，修复UVB光损伤。
BMSC-Exos：骨髓间充质干细胞（BMSCs）具有低免疫原性和免疫调节特性。BMSC-exos通过递送miR-29b-3p靶向抑制MMP-2，改善UVB照射成纤维细胞的活力和迁移，减少氧化应激和凋亡。BMSC-exos还通过抑制MAPK/AP-1通路降低p-p38、c-Fos和c-Jun表达，下调MMP-1/3和炎症因子TNF-α、IL-6、IL-1β，同时上调I型胶原，改善光老化损伤。
iPSC-Exos：诱导多能干细胞（iPSCs）具有广泛可及性和低伦理争议。iPSC-exos通过下调MMP-1/3并增强I型胶原合成修复ECM，抗皮肤老化。为解决产量低的问题，研究人员通过连续挤出iPSCs制备细胞工程纳米囊泡（CENVs），其表现出类似特性且产量和纯度更高，并通过抑制p53/p21通路降低SA-β-gal活性，延缓细胞衰老。
ESC-Exos：胚胎干细胞（ESCs）具有天然多能性。小鼠ESC来源外泌体中的mmu-miR-291a-3p通过靶向TGFBR2抑制p53/p21信号，减轻成纤维细胞衰老，并在老龄小鼠中促进伤口愈合。
**植物来源的外泌体样纳米囊泡（PELNs）**
PELNs源自可食用蔬菜、水果、药草等，具有来源易得、成本低、可规模化生产等优势。人参来源的GrDENs通过清除ROS、下调促凋亡基因BAX和caspase-1、抑制AP-1信号降低衰老相关基因MMP2/3、COX-2、IL-6和p21。薰衣草来源的LELNs通过miR166依赖途径减轻UVB诱导的皱纹、红斑、表皮增生和胶原降解，富集的miR166家族成员（cpa-miR-166e和zma-miR-166h-3p）是关键介质。芦荟来源的gADNPs和rADNPs通过激活Nrf2/ARE通路增强HO-1和NQO1表达，减少UV引起的ROS和DNA损伤，rADNPs效果优于gADNPs。葡萄来源的GNPs通过抑制SA-β-gal活性、下调衰老和炎症标志物（IL-6、IL-1β、MMP-1、p53/p21），并促进细胞增殖和迁移，减轻光老化。火绒草来源的LEOEXO负载RES形成LEOEXO@RES，改善透皮吸收和细胞摄取，通过上调TERT和SIRT1、下调TNF-α和NF-κB延缓皮肤细胞老化。苹果来源的ADNVs通过TLR4下调抑制NF-κB炎症信号，上调胶原基因并抑制MMPs，在甲基化透明质酸（MeHA）贴片和2% HA凝胶中实现控释。油橄榄叶来源的OLELNVs结合HA/TA水凝胶构建“防御-修复”系统，通过miR168a-5p抑制NF-κB信号，减少UVB损伤并促进胶原合成和ECM修复。
**其他来源的外泌体**
HDF-Exos：真皮成纤维细胞来源外泌体是内源性调节方式。BJ-5ta成纤维细胞外泌体通过降低ROS、维持抗氧化酶和Nrf2水平、促进Rad52介导的DNA修复并激活TGF-β1/Smad信号减轻UVB光老化。3D培养的人真皮成纤维细胞来源外泌体（3D HDF-XOs）通过TIMP-1和miRNA调节恢复I型前胶原合成，经无针喷射注射递送后可增加真皮厚度和胶原密度，减轻炎症。
EC-Exos：人脐静脉内皮细胞来源外泌体（HUVEC-exos）促进UVB损伤成纤维细胞增殖、增强I型胶原合成并抑制MMP-1表达。
TB-Exos：人胎盘滋养层细胞来源外泌体（TB-exos）以剂量和时间依赖性方式促进成纤维细胞增殖和迁移，调节ECM代谢平衡，降低SA-β-gal表达，对内在和UVB诱导衰老成纤维细胞均显示出年轻化效果。
Blood-Exos：血浆来源外泌体通过激活皮肤成纤维细胞上调COL1A1和ELN等ECM基因，促进胶原蛋白和弹性蛋白分泌，皮内注射可刺激成纤维细胞增殖和新生胶原合成。
Col M-Exos：牛初乳来源外泌体（Col M-exos）减少UV诱导的角质形成细胞损伤、抑制黑色素生成、促进成纤维细胞增殖和I型胶原合成并抑制MMP2介导的降解。
FELNVs：桑黄来源的外泌体样纳米囊泡（FELNVs）通过miR-CM1抑制Mical2表达，降低ROS、MDA和SA-β-gal水平，增加SOD活性，下调MMP1并上调COL1A2，修复UV诱导的小鼠皮肤损伤。
**当前临床证据**
ADSC-Exos：一项为期12周的随机半脸对照研究显示，ADSC-exos联合微针显著改善面部皮肤老化症状，包括皱纹、弹性、水分和色素沉着，组织病理学证实ECM成分合成增加，且仅出现轻微短暂不良反应。在另一项半脸、研究者设盲、非劣效性临床试验中，ADSC-exos在改善光老化皮肤（皱纹、色素、红斑、质地）方面不劣于PRP，且两者均显著增加I型胶原和糖胺聚糖表达。Jaluexos疗法利用自体脂肪组织提取的富含信号分子的纳米囊泡，经微针皮内递送后改善皮肤紧致度、皱纹和含水量，其机制涉及抑制TLR4/NF-κB信号。采用切向流过滤结合蔗糖垫超速离心标准化生产ADSC-EVs，并通过超声孵育装载NR和RES，在UVB照射HaCaT细胞中表现出协同抗氧化作用；人体试验中，8周应用改善手背皮肤弹性、角质层水合作用并减少可见毛孔。
其他来源临床证据：血小板来源外泌体（Platelet-exos）每日两次局部应用12周可减少p16
INK4a阳性衰老细胞和端粒相关灶，下调衰老相关分泌表型炎症因子，上调ECM重塑通路。人血小板提取物（HPE）局部应用6周后，改善面部红斑、皱纹和色素沉积，提升皮肤健康评分。胎盘外泌体通过优化透皮方案（海盐去角质、一氧化氮介导通透增强、超声辅助导入和LED治疗）单独使用即可改善皮肤质地和均匀性，与可注射CaHA联合时30天内产生更快更强的协同抗衰老效果。牛乳来源外泌体连续应用28天有效改善皮肤水合作用并减少皱纹。鲑鱼组织外泌体联合浅层微针治疗改善皮肤纹理，减少毛孔、红斑和色素沉着，效果维持21个月。马铃薯来源外泌体（SDEs）应用两周后改善皮肤弹性并减少眼周皱纹和黑色素沉积。植物乳杆菌来源人工EVs（LAEs）以5%浓度添加至护肤品中显著改善皱纹、水合作用、发红、纹理、毛孔大小和微生物组多样性。
**未来展望**
外泌体抗衰老机制研究多集中于单一组分功能分析，但越来越多的证据表明线粒体成分是EV介导通讯的重要维度。线粒体细胞外囊泡（mitoEVs）可携带蛋白质、mtDNA、RNA甚至完整线粒体，影响受体细胞能量代谢和线粒体质量控制。EVs可能通过转移线粒体相关货物以及调节线粒体生物发生、线粒体自噬和能量代谢发挥抗衰老作用。当前对多分子协同调控网络的理解尚不完整，机制验证多依赖体外实验或动物模型，与人体真实皮肤状态存在差异。内源性外泌体存在功能异质性，需开发方法鉴定特定功能外泌体亚群。优化策略包括来源优化、外泌体工程化、递送优化和制造标准化。递送方面，微针可穿透角质层屏障实现精准递送，水凝胶包封维持稳定性并实现缓释。制造方面，需开发高效集成分离技术、建立低成本高稳定性生产工艺，并进行大规模长期随访临床研究。集成组学技术和人工智能可实现外泌体生物学特性与个体皮肤表型的精准匹配，促进个性化治疗方案制定。
**结论**
多种来源的外泌体（包括ADSC-exos、hucMSC-exos、BMSC-exos、iPSC-exos、ESC-exos、PELNs、HDF-exos、EC-exos、TB-exos、blood-exos、milk-exos和真菌来源纳米囊泡）已成为对抗皮肤老化的有前景治疗方式。外泌体通过协同多通路机制发挥逆转皮肤老化功效，包括抑制氧化应激损伤、维持ECM代谢稳态、减轻慢性炎症反应、逆转细胞衰老表型和修复线粒体功能障碍。工程化策略和优化递送系统进一步增强外泌体的靶向性、稳定性和疗效。临床研究已确认外泌体疗法在改善皱纹、弹性、水合作用和色素沉着方面的安全性和有效性。尽管大规模临床应用仍面临生产标准化、机制阐明和监管差异等挑战，外泌体疗法有望实现皮肤老化的精准干预和功能逆转，推动治疗策略向精准化和个性化发展。
