孫曉燕（綜述） 陳 寧（綜述） 謝臻蔚（審校）

（浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬婦產(chǎn)科醫(yī)院，浙江 杭州 310006）

人體軟組織涵蓋皮膚、肌肉、神經(jīng)、血管等多種組織，而軟組織損傷涉及內(nèi)外科、神經(jīng)科、婦科、康復(fù)科等多學(xué)科范疇，因病患人數(shù)廣、病程遷延、生活質(zhì)量受影響程度深，而日益受醫(yī)學(xué)界人士的關(guān)注。近年研究證據(jù)表明，局灶微環(huán)境內(nèi)同種或異種細(xì)胞胞間通訊在軟組織損傷后修復(fù)過程中起著重要作用。

外泌體是一種由脂質(zhì)雙分子層包裹、直徑在40～100 nm的囊泡狀結(jié)構(gòu)，通過攜帶DNA、RNA、蛋白質(zhì)等生物活性物質(zhì)，在局灶及全身微環(huán)境穩(wěn)態(tài)中扮演重要角色。隨著研究的深入，對(duì)外泌體的了解已從單純排泄細(xì)胞廢物的運(yùn)載體拓展到具備各種病理生理功能的新型胞間信號(hào)載體。外泌體作為新型細(xì)胞通訊方式，通過胞間生物活性物質(zhì)傳送，可在細(xì)胞分化、遷移、侵襲及組織損傷后修復(fù)等多種生理、病理過程中扮演重要角色[1]。故本文就外泌體在軟組織損傷修復(fù)方面的研究進(jìn)展作一綜述，以期為后續(xù)研究提供思路。

1 外泌體參與多種軟組織損傷的修復(fù)作用

1.1 外泌體與骨骼肌組織：骨骼肌是軟組織重要組成成分之一，其損傷后修復(fù)過程及機(jī)制一直是軟組織領(lǐng)域研究的重要方向。骨骼肌的生成可簡(jiǎn)要概括為成肌細(xì)胞增殖分化后融合成多核肌管，再由多核肌管發(fā)育為肌纖維及肌肉[2]。隨著研究的不斷深入，學(xué)者已證實(shí)外泌體在肌肉生成、再生、萎縮等病理生理過程中扮演重要的角色。2010年Guescini M等[3]首次發(fā)現(xiàn)、純化成肌細(xì)胞來源外泌體，并進(jìn)一步證實(shí)其內(nèi)含有供能線粒體DNA及多種蛋白質(zhì)。Alexis F[4]等深入對(duì)比成肌細(xì)胞來源外泌體和肌管細(xì)胞來源外泌體，發(fā)現(xiàn)后者較前者更富含肌肉收縮蛋白，且可促進(jìn)成肌細(xì)胞分化，同時(shí)抑制其增殖，說明骨骼肌生成分化過程中其外泌體內(nèi)功能性特異蛋白亞群發(fā)生了變化；進(jìn)一步就肌肉外泌體內(nèi)的miRNA進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)含有miR-1、miR-206等可調(diào)節(jié)肌肉分化的miRNA，且可在成肌細(xì)胞及肌管細(xì)胞間進(jìn)行信息傳遞。Fry C等[5]研究則發(fā)現(xiàn)肌肉前體細(xì)胞來源外泌體可通過miR-206調(diào)節(jié)肌肉局灶微環(huán)境中成纖維細(xì)胞的核糖體結(jié)合蛋白1抗體（Rrbp1），影響其膠原蛋白的合成，最終調(diào)節(jié)骨骼肌微環(huán)境中胞外基質(zhì)沉積和組織重塑；表明骨骼肌細(xì)胞及其前體細(xì)胞可通過外泌體與他種類型細(xì)胞相互作用，進(jìn)一步調(diào)節(jié)肌肉組織修護(hù)和再生的細(xì)胞外微環(huán)境穩(wěn)態(tài)。同時(shí)，間充質(zhì)干細(xì)胞、脂肪細(xì)胞等其他類型細(xì)胞來源外泌體也可作用于肌肉細(xì)胞，通過調(diào)節(jié)蛋白激酶B的磷酸化水平等途徑調(diào)控肌肉的生成、修復(fù)[6]。以上數(shù)據(jù)表明外泌體可通過功能性內(nèi)容物參與肌細(xì)胞間及肌細(xì)胞與他種細(xì)胞間的通訊，進(jìn)而參與軟組織骨骼肌損傷后修復(fù)相關(guān)過程。

1.2 外泌體與皮膚組織：皮膚組織是表面軟組織主要構(gòu)成部分，其損傷后修復(fù)是極為復(fù)雜的過程，需受損局部及周圍微環(huán)境中細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)及多種細(xì)胞因子的密切合作方可重塑、修復(fù)受損組織；越來越多研究表明外泌體參與軟組織皮膚的損傷后修復(fù)過程。Moulin VJ等[7]研究證實(shí)皮膚肉芽組織中含大量外泌體，而相關(guān)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)抓傷可誘導(dǎo)大量外泌體脫落，越靠近傷口的部位該現(xiàn)象越明顯[8]。成纖維細(xì)胞是皮膚損傷后修復(fù)的重要細(xì)胞，研究發(fā)現(xiàn)成纖維細(xì)胞具合成并分泌相關(guān)外泌體的功能，同時(shí)進(jìn)入基質(zhì)膠原層的成纖維細(xì)胞可釋放攜帶MMP-9的外泌體，在膠原纖維化中起特殊作用，使基質(zhì)膠原由分層狀轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維狀結(jié)構(gòu)[9]。同時(shí)皮膚自身來源的間充質(zhì)干細(xì)所釋放的外泌體也可刺激成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)、增殖和遷移，增加膠原和彈性蛋白的合成與分泌[10]；最終可導(dǎo)致皮膚再上皮化，促進(jìn)皮膚損傷的再修復(fù)。Zhang B等[11]發(fā)現(xiàn)通過皮下注射間充質(zhì)干細(xì)胞分泌的外泌體可明顯促進(jìn)燙傷后皮膚的修復(fù)及再生，而這一過程可能是通過外泌體激活Wnt4/β-Catenin 通路加快新血管生成實(shí)現(xiàn)的。而Huang P等[12]的研究發(fā)現(xiàn)角質(zhì)細(xì)胞來源外泌體也可促進(jìn)成纖維細(xì)胞合成MMP-1、MMP-3、IL-6、IL-8等與皮膚損傷修復(fù)相關(guān)的活性分子。以上研究均提示，外泌體在皮膚損傷后修復(fù)及其他皮膚相關(guān)病理生理過程中扮演重要角色。

1.3 外泌體與血管組織：血管在組織營養(yǎng)支持方面起不可替代的重要作用，故其在軟組織病理生理變化過程中也發(fā)揮相應(yīng)的影響。近些年，外泌體在血管調(diào)控中的生物學(xué)作用日益受關(guān)注。學(xué)者首先發(fā)現(xiàn)外泌體在血管生成方面可能發(fā)揮一定的影響。Al-Nedawi K等[13]提出部分腫瘤細(xì)胞可通過外泌體激發(fā)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子的生成，隨后經(jīng)由血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子R2的自分泌信號(hào)活化來誘導(dǎo)血管生成。同時(shí)，Kucharzewska P等[14]在高度惡性多形性膠質(zhì)細(xì)胞瘤的研究中發(fā)現(xiàn)膠質(zhì)細(xì)胞瘤細(xì)胞來源的外泌體能夠通過周邊內(nèi)皮細(xì)胞中的PI3K/Akt信號(hào)通路加速新生血管生成。隨著研究的深入，外泌體在血管損傷后修復(fù)中所起的作用也引起學(xué)者的興趣。Li X等[15]在血管損傷相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，內(nèi)皮祖細(xì)胞來源外泌體能被優(yōu)先募集到血管受損部位，隨后被內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)化，產(chǎn)生強(qiáng)烈的再生效應(yīng)，在血管損傷早期加速再內(nèi)皮化；同時(shí)內(nèi)皮祖細(xì)胞來源外泌體可通過調(diào)節(jié)多種血管生成相關(guān)基因表達(dá)，調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞功能而減輕血管損傷。Peinado H等[16]在腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，高轉(zhuǎn)移性黑色素瘤來源外泌體可重新編程骨髓祖細(xì)胞，促使其向促血管生成的表型轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致轉(zhuǎn)移前位點(diǎn)血管的滲漏，從而增強(qiáng)原發(fā)腫瘤的轉(zhuǎn)移能力。Kalani A等[17]在大鼠腦血管損傷模型的相關(guān)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，姜黃素處理后的內(nèi)皮細(xì)胞來源外泌體可有效減輕氧化應(yīng)激和由血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷所導(dǎo)致的內(nèi)皮細(xì)胞膜高滲透性。上述研究提示，機(jī)體可通過外泌體在血管損傷后修復(fù)中起一定作用。

1.4 外泌體與神經(jīng)組織：神經(jīng)組織具有接受、整合、傳導(dǎo)和輸出信息實(shí)現(xiàn)信息交換，神經(jīng)營養(yǎng)的作用。近年研究已證實(shí)神經(jīng)細(xì)胞與同種及異種細(xì)胞間存在連續(xù)的分子交換，可起到預(yù)防組織損傷、促進(jìn)損傷后修復(fù)，延緩病理發(fā)展的作用。外泌體作為新型胞間通訊方式，在神經(jīng)反射的體液調(diào)節(jié)過程中靶向傳遞信號(hào)分子，在神經(jīng)發(fā)育、突觸活動(dòng)、保護(hù)機(jī)制和神經(jīng)再生中均有重要的作用。2011年Lachenal G等[18]在體外培養(yǎng)的皮質(zhì)神經(jīng)元相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)外泌體等囊泡的釋放受去極化的調(diào)節(jié)，可受鈣離子刺激，被GABAa受體所阻滯，故認(rèn)為外泌體可能是神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)交流的又一基本模式。2013年Fruhbeis C等[19]實(shí)驗(yàn)揭示少突膠質(zhì)細(xì)胞等來源外泌體包含髓磷脂、壓力保護(hù)蛋白等對(duì)神經(jīng)元有營養(yǎng)支持作用的物質(zhì)，并可在氧化應(yīng)激等情況中增加神經(jīng)元的存活率。Court FA等[20]的研究證實(shí)當(dāng)周圍神經(jīng)退化或損傷時(shí)，其附近的雪旺細(xì)胞可生成釋放一定的外泌體進(jìn)入神經(jīng)軸突處，傳遞特定的mRNA及核糖體至損傷神經(jīng)元，進(jìn)而增加神經(jīng)再生所需的局部蛋白質(zhì)的合成。Xin H等[21]研究發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細(xì)胞來源外泌體可提升神經(jīng)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞中miR-133b釋放水平，刺激軸突額神經(jīng)突觸重塑，在腦損傷后的修復(fù)過程中發(fā)揮重要影響。上述研究均肯定了外泌體在病理性神經(jīng)損傷后修復(fù)過程中的良好效應(yīng)。

2 外泌體在軟組織損傷相關(guān)疾病診治中的研究

外泌體作為新型治療手段較傳統(tǒng)治療方法具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：首先，緊密而穩(wěn)定的囊泡狀結(jié)構(gòu)，能保障外泌體內(nèi)部miRNA等功能內(nèi)容物完整運(yùn)輸至目的地，而不被降解；其次，外泌體即可激活細(xì)胞表面受體，又可將其所攜帶的功能性內(nèi)容物導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)部，激活胞內(nèi)信號(hào)；再者，外泌體所攜帶的RNA、DNA等物質(zhì)，可從核酸水平調(diào)控靶細(xì)胞功能。因此，外泌體極有可能成為基因或細(xì)胞精準(zhǔn)治療中理想的傳送遞質(zhì)。近些年，越來越多的學(xué)者認(rèn)為外泌體在軟組織損傷修復(fù)中具有極大的應(yīng)用前景。Nakamura Y等[6]在骨骼肌損傷修復(fù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，間充質(zhì)干細(xì)胞分泌的外泌體可在肌肉損傷的模型中通過miRNA-494等表達(dá)促進(jìn)細(xì)胞及血管的生成進(jìn)而促進(jìn)肌肉再生。小鼠的肌肉撕裂模型的研究也表明[22]，成肌細(xì)胞分泌的外泌體可通過纖維母細(xì)胞生長(zhǎng)因子等活化因子增加肌肉損傷部位細(xì)胞再生數(shù)量，明顯減少纖維化面積，提高肌肉再生能力。Wang X等[23]在2型糖尿病心血管相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn)，2型糖尿病大鼠模型中血清來源外泌體可通過攜帶miR-320，被內(nèi)皮細(xì)胞吸收，最終阻止內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移和血管形成；當(dāng)外泌體生成被生物合成抑制劑GW4869抑制后，上述結(jié)果消失。另一項(xiàng)研究表明[24]，敲除活體斑馬魚內(nèi)外泌體的功能性內(nèi)容物miR-126將導(dǎo)致血管完整性缺失和大出血。同時(shí)，在神經(jīng)系統(tǒng)的研究中已嘗試將外泌體作為新型診治手段。Carlos L等[25]實(shí)驗(yàn)提示星形膠質(zhì)細(xì)胞來源外泌體可通過miRNA-26a進(jìn)行神經(jīng)元的重塑，進(jìn)而對(duì)神經(jīng)起特異性保護(hù)作用，且這一過程可通過人工干預(yù)實(shí)現(xiàn)。上述骨骼肌、血管及神經(jīng)方面的研究充分表明外泌體可作為軟組織損傷后修復(fù)的診治手段，但不同損傷類型如何確定其特異性外泌體及其功能性內(nèi)容物仍需進(jìn)一步研究加以闡述。

3 展 望

外泌體因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，成為近年來學(xué)者關(guān)注的重點(diǎn)，但在軟組織損傷修復(fù)領(lǐng)域的研究仍處于起步階段。外泌體是一種新型細(xì)胞間通訊方式，為精確和全面闡述軟組織損傷后修復(fù)分子機(jī)制和精準(zhǔn)治療靶點(diǎn)指明了新研究方向，對(duì)優(yōu)化軟組織相關(guān)疾病的診治、預(yù)防具有重要的臨床意義。隨著外泌體研究的逐漸深入，其在軟組織相關(guān)損傷后修復(fù)的臨床應(yīng)用前景將越來越廣闊。