“外泌体——CC泌”皮肤抗衰老历史及原理
这两年,干细胞外泌体是真的很火啊。 如果今年参加了美博会,您就会发现有很多号称添加外泌体的护肤品,或者是在宣传用外泌体做面部的医美项目。
干细胞外泌体到底是什么,如何发挥作用,可否用在美容护肤上? 经常会遇到爱美小姐姐的咨询。然而,技术开发和市场宣传之间是有鸿沟的。
我想,这是一个市场问题,科研人员也无需回避。 堵不如疏,虽然目前在国家层面,干细胞及其衍生品治疗尚未开放;但在知识层面,我们应该要有正确的认识。文章比较长,希望各位耐心读完。
1外泌体的研究历史
现在,进入正题。当细胞活动的内在机制被破解,人类就有了破解生命之谜的密码。要说外泌体,我们先从“囊泡运输”的研究历史说起。
首先,我们对“囊泡运输”的研究历史进行了梳理:
1974年,发现溶酶体,发现分泌蛋白的合成、运输和分泌途径,可以称“囊泡运输”的最早研究,获诺贝尔生理学或医学奖。
1983年,在绵羊网织红细胞中,首次发现外泌体。
1985年,发现胆固醇代谢囊泡,发现“囊泡运输”中细胞膜受体的存在,获诺贝
尔生理学或医学奖。
1987年,外泌体正式被承认,被命名,从此它叫\"exosome\"。
1999年,发现分泌蛋白进入内质网需要信号肽引导,获诺贝尔生理学或医学奖。
2013年,发现并阐释细胞囊泡运输系统及其机制,获诺贝尔生理学或医学奖。
外囊泡三剑客
细胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs) 是机体远距离细胞间交流的一种手段。目前主要被分为3大类:外泌体、微囊泡和凋亡小体,临床研究中主要关注的是外泌体。外泌体就是细胞外囊泡的一种。自此,外泌体研究成为国际研究热点。
外泌体 (exosome) 是一类直径30-150nm,具有完整膜结构的细胞外囊泡,主要负责细胞间的物质运输和信息传递。
画外音: 外泌体是一种直径约 30 - 150 nm的纳米级囊泡,起源于细胞内吞过程中
形成的内体,再从细胞中释放到胞外。几乎所有细胞都可以分泌外泌体。干细胞里有外泌体,肿瘤细胞里也有外泌体。
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外泌体—CC泌的产生与作用机制
一开始,细胞膜内陷形成早期核内体。接着,细胞将一些颗粒物质装到早期核内体中,形成晚期核内体。最后,晚期核内体与细胞膜特定部位融合后形成芽泡,将泡体中的外泌体—CC泌释放到细胞外。至此,外泌体完成分泌。
外泌体—CC泌可通过配体 - 受体相互作用,粘附到受体细胞表面,或者被受体细胞内吞或经过囊泡和细胞膜的直接融合,使外泌体—CC泌内容物释放转移到靶细胞内。至此,外泌体—CC泌完成从一个细胞到另一个细胞的转移。
外泌体—CC泌发挥生物学效应的方式主要有两种:一是直接作用。外泌体—CC泌表面的蛋白分子或脂质配体直接激活靶细胞表面的受体,产生信号复合体并激活胞内信号通路。二是递送作用。外泌体—CC泌可以与靶细胞的质膜融合或内吞直接进入细胞,将自身携带的蛋白质、核酸、脂质等活性分子带到细胞内,进而细胞的功能及生物学行为。
我们以前的科普文章里对外泌体—CC泌有一个很好的比喻: 外泌体—CC泌是一部货拉拉,装了自家一堆乱七八糟的东西(里面有miRNA,mRNA和lncRNA等小分子核酸,还有细胞因子等蛋白),然后分泌出细胞外,再接着进入另一个细胞,卸车完事。
南山小仙的画外音: 外泌体—CC泌通过“吐出”和“内吞”机制发挥作用,直接由
一个细胞产生,又可直接被另一个细胞捕获利用。
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外泌体—CC泌的鉴定和提取
鉴定外泌体—CC泌形态大小的一个常规手段是电镜观察,电镜下的外泌体—CC泌呈
典型的杯状形态。
电镜下的外泌体—CC泌
有人总结过,外泌体—CC泌提取方法包括:超速离心法、基于尺寸大小的技术、免疫吸附的分离技术、沉淀法、基于微流控的分离技术。
超速离心法是分离外泌体—CC泌的标准方法。在4℃条件下依次以300G,2000G,10000G的转速离心,依次去除细胞和细胞碎片等,再以100000G超速离心得到外泌体—CC泌。但离心法每次处理的样本量较小,而且反复高速离心会导致外泌体—CC泌破裂影响质量。
超速离心法分离外泌体—CC泌
几乎所有细胞都可以释放外泌体—CC泌。如果这个外泌体—CC泌是间充质干细胞分泌的,我们就叫间充质干细胞外泌体—CC泌(MSC-exo)。MSC-exo表达所有外泌体—CC泌共同表达的相关标志物:细胞骨架蛋白质(微管蛋白和肌动蛋白),同时也表达MSCs的表面标志物(如CD90、CD73)。
各种组织来源的MSC-exo
和间充质干细胞一样,MSC-exo也包含脂肪间充质干细胞外泌体—CC泌、脐带血间充质干细胞外泌体—CC泌、脐带间充质干细胞外泌体—CC泌、骨髓间充质干细胞外泌体—CC泌等。但无论是哪种来源的MSC-exo,其功能大同小异。当然,不排除有些外泌体—CC泌具有组织特异性。
画外音: 间充质干细胞外泌体—CC泌其实也很普通,只是众多干细胞外泌体—CC泌中的一种外泌体—CC泌而已。现在所谓的外泌体—CC泌护肤,主要指的是间充质干细胞外泌体—CC泌。