神奇物質「外泌體」 調節免疫、減緩神經性疾病、恢復肌膚彈性就靠它

神奇物質「外泌體」 調節免疫、減緩神經性疾病、恢復肌膚彈性就靠它

 

就在細胞療法這樣的概念還正蓬勃發展的同時,「外泌體」(exosomes)這陌生的新名詞也出現在大家眼前。這個神通廣大的小泡泡,已被開發並廣泛研究,包括免疫功能調節、阿茲海默症的治療,甚至還能讓肌膚重返青春!眾多例子讓人頗感好奇,究竟外泌體是何方神聖?

小角色被重新定義

在過去,外泌體的功能一直未明,科學家只發現細胞們會不斷分泌一些小泡泡,以為這些泡泡是細胞排出廢棄物的方式。被誤以為是廢棄物的外泌體,在近幾年被重新發現,其實是細胞間重要的「信差使者」。

2013 年,諾貝爾生醫獎頒發給了 James E. Rothman、Randy W. Schekman 和 Thomas C. Sudhof 三位教授,便是表揚他們在胞外載體或囊泡(extracellular vesicles, EVs)和外泌體的研究成果貢獻,解謎了細胞是如何規劃這些訊息小泡的運輸。

細胞就好比是物流中心,而外泌體是要運送貨物的載具,控制著貨物在正確的時間送到正確的位置,包括送到隔壁或遠端的細胞或組織內。 這些大約 20-200 奈米大小的泡泡外泌體,攜帶著像是賀爾蒙的蛋白質或含基因訊息的 DNA、RNA、miRNA,將這些「指令」傳遞到其他細胞,調控著其他細胞的行為,是細胞與細胞之間溝通的方式之一。

外泌體有自己的身分 ID 外泌體在分泌的過程,會帶走部份原細胞的細胞膜和細胞膜上的表面蛋白,因此,外泌體便內含了它來自哪個細胞的訊息。就像是外泌體在離開出發點時,在自己身上貼了名條,宣示他來自哪裡。

特定的細胞分泌特殊的外泌體,這讓科學家將收集而來的外泌體,應用作為一種生物標記。分析這些外泌體泡泡,便可以得知來自身體哪些細胞、正在分泌哪些訊息,在臨床上便衍生為稱作液態切片的方式來觀察身體狀況。

在 2019 年,一個來自米蘭大學的研究團隊發現,造成阿茲海默症的病理沉澱蛋白,例如澱粉樣蛋白(Aβ)、tau 蛋白、α-synuclein,是與外泌體一同從腦神經細胞釋放出來的。因此,科學家只要透過外泌體的蒐集,便可同時即時監測病況,並藉由分析外泌體內容物,去研究退化性神經疾病的進程與機制。

減緩退化性神經疾病 可望治療阿茲海默症 2020 年,同樣來自義大利的團隊,闡述了羊水幹細胞所分泌的胞外載體具有治療退化性神經疾病的潛力。團隊發現,載體當中富含的特殊酵素,能減輕組織間的自由基壓力、提高抗氧化小分子穀胱甘肽(glutathione, GSH)的含量,展現了外泌體治療阿茲海默症的潛力。 2021 年,一篇發表在《STEM CELLS Translational Medicine》的文章指出,人類羊水幹細胞所分泌的外泌體成份還具有保護神經細胞的能力。分析發現,外泌體中含 16 種高度表現的 miRNA,這些 miRNA 參與活化抗凋亡機制的訊息調控,進而使得神經元減輕認知喪失,以及減緩神經細胞的凋亡。

免疫調節也由外泌體說了算 關於外泌體所攜帶的物質,目前已有普遍的共識,有大量的生長因子、也有調節免疫和組織修復的細胞激素等蛋白,以及核酸類等物質。外泌體形同細胞與幹細胞的小影分身,在身體循環中調控著目標細胞的發炎及修復反應。

在《轉譯醫學年鑑》於 2017 年發表的一篇文章中指出,間質幹細胞對免疫系統調節有很密切的影響,其中原因便是透過間質幹細胞所分泌的外泌體對周邊細胞進行調控。 諸如樹突細胞、淋巴 T 細胞,這些細胞皆會藉由吸收和分泌外泌體調整行為。研究進一步說明,外泌體是透過內含的 miRNA 促進細胞的免疫功能。目前學研界也普遍認同 miRNA 有助於細胞調節免疫反應相關功能。 最引人好奇的-外泌體讓人重返青春 既然外泌體攜帶著許多抗發炎因子、再生修復訊息,又十分利於細胞吸收,應用在肌膚醫學的治療方案也如雨後春筍地萌生,尤以幹細胞所分泌的外泌體最引人好奇。 過去常聽聞富含百萬幹細胞成份的保養品,實則需三思是否真的有技術能將活生生的幹細胞存放在瓶瓶罐罐裡,更遑論維持其活性。

不過外泌體的研究發現給了人們更為實際的選擇,已經有多項研究指出,幹細胞所分泌的外泌體有顯著的促進再生能力,能為老化組織提供有效的修復功效!也已有多項文獻證實,外泌體能促進成纖維細胞的再生,可能有益於皮膚的彈性維持。 隨著年齡增長,膚質逐漸出現衰老特徵,例如色斑、皺紋等,這些都是由於皮膚的再生能力減弱。若能促進皮膚細胞再生,或是延緩皮膚老化,都將成就了所有愛面子的人的美夢,而外泌體正逐漸被愈來愈多的研究證實有這樣的潛能。

目前在全球也已有許多診所與業者採用外泌體萃取開發臉部護理相關產品,主訴求減少色素沉澱和斑塊、減少細紋、改善皮膚緊緻度等,從而改善膚質、均勻膚色,達到逆齡再生、重生修復的可能。 健眾細胞生醫執行長張薏雯博士便曾介紹到,目前外泌體的應用已不僅僅是幫助燒燙傷傷口修復,含外泌體的保養品已成為抗老的新趨勢。透過微創或是搭配像是生長因子、玻尿酸等物質,傳遞給目標區域,已不僅是幫助傷口癒合,更可能新生肌膚。 單純安全有效的外泌體 成為治療新趨勢 外泌體是細胞分泌的「訊息囊泡」,運載著影響細胞行為的指令。在應用於臨床治療方面,相對於幹細胞的較難以取得、保存和應用,外泌體具有許多優勢。單以施行在人體的執行方面來說,外泌體就相對幹細胞簡單得多。 除此之外,外泌體能順利地和各種細胞相容,因為外泌體的包裹結構和細胞膜是一樣的雙層磷脂質,增加了使用的方便性。 並且,外泌體只是分泌出訊號,促進或影響原本就有功能的目標細胞,相較之下,外泌體顯得更加安全、簡便而有效,排斥風險小也沒有癌變增生的疑慮,是非常值得發展的新興領域。 文/徐虎 圖/胡家芸 參考資料 What are Exosomes? (https://mkainsights.com/insights/biotech-pharma-healthcare/what-are-exosomes/ )  (https://atm.amegroups.com/article/view/13513
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