摘 要

        臨床上對(duì)于骨形成有著較大的需求，如骨質(zhì)疏松，骨折，顱骨缺損等。雖然已經(jīng)出現(xiàn)了生物材料和自體或異體骨移植等治療途徑，但仍存在一些應(yīng)用限制及并發(fā)癥。而近幾年，細(xì)胞外囊泡特別是外泌體的發(fā)現(xiàn)，為骨形成提供了新的思路。特別是源自干細(xì)胞的外泌體已顯示出促進(jìn)成骨的巨大潛力。本文主要討論了外泌體的基本概念，其主要分離和鑒定技術(shù)以及干細(xì)胞來源的外泌體在骨形成作用中研究進(jìn)展和潛在臨床應(yīng)用。

李云飛，施潔珺，周 益

1.浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院 附屬口腔醫(yī)院·浙江大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院·浙江省口腔疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心·浙江省口腔生物醫(yī)學(xué)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·浙江大學(xué)癌癥研究院

本文發(fā)表于《中國(guó)醫(yī)療美容》2022年第3期

DOI：10.19593/j.issn.2095-0721.2022.03.017

1   外泌體的概念

        大多數(shù)真核細(xì)胞都會(huì)分泌與細(xì)胞間通訊相關(guān)的細(xì)胞外囊泡。這些高度異質(zhì)的膜封閉結(jié)構(gòu)可能對(duì)鄰近和遠(yuǎn)處的細(xì)胞都有影響。細(xì)胞外囊泡可分為三個(gè)類型，分別是凋亡小體，微泡和外泌體[11, 12]。

        細(xì)胞外囊泡根據(jù)其大小進(jìn)行分類，其中直徑約為30-150nm的細(xì)胞外囊泡群體被稱為“外泌體”[13,14]。它們能在大多數(shù)體液中被提?。ɡ纾貉?，乳汁，唾液，精液，尿液），并且?guī)缀跄軓乃胁溉閯?dòng)物細(xì)胞類型中純化獲得（例如：內(nèi)皮細(xì)胞，神經(jīng)元細(xì)胞，肌肉細(xì)胞，干細(xì)胞等）[11, 15, 16]。

*詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)閱讀原文

2 外泌體的分離和鑒定

        其中超速離心是用于外泌體提取的最廣泛使用的的分離技術(shù)，被認(rèn)為是外泌體提取的“金標(biāo)準(zhǔn)”[24]。超速離心根據(jù)其大小和密度差異將外泌體與其他組分分離。包括：1、低速旋轉(zhuǎn)（300–500 RCF）以除去細(xì)胞和凋亡碎片;2、高速旋轉(zhuǎn)（1000–20000 RCF）以消除較大的囊泡; 3、超速離心（100000–150000 RCF）分離外泌體。超速離心是一種基本不改變外泌體性質(zhì)的純物理提取方法，但是這種分離技術(shù)存在需要的儀器較為精密復(fù)雜、耗時(shí)較長(zhǎng)、提取量有限等缺點(diǎn)[25, 26]。為了提高獲得外泌體純度并減少離心時(shí)間，可以在最后一步后進(jìn)行額外的純化，例如蔗糖梯度離心[27]。

        聚合物沉淀是一種有效、可靠，能夠替代耗時(shí)較多的超速離心的方法[28]。通過調(diào)節(jié)外泌體的溶解度和分布，它們可以從體液中沉淀出來。目前，幾種外泌體提取試劑盒（例如ExoQuick試劑盒，總外泌體分離試劑盒等）已被研發(fā)，其使用不含水的聚合物（例如聚乙二醇）結(jié)合水分子，使溶液中不易溶解外泌體顆粒沉淀從而以較少的時(shí)間獲得可觀量的外泌體，能夠做到簡(jiǎn)單可靠地提取外泌體[28,29]。

        在提取到外泌體之后，需要對(duì)其做鑒定，通?？梢曰谀遗輸?shù)量，表面生物標(biāo)志物，大小，電勢(shì)等，通過蛋白質(zhì)印跡，PCR等手段來鑒定提取的外泌體，同時(shí)透射電子顯微鏡（TEM）、掃描電子顯微鏡（SEM）和納米粒子跟蹤分析（NTA）也是外泌體鑒定手段之一[30]。但是當(dāng)使用TEM和SEM檢測(cè)外泌體時(shí)，對(duì)樣品的脫水可能會(huì)導(dǎo)致外泌體的形態(tài)變化，是其應(yīng)用的主要限制[31]。

*詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)閱讀原文

3 干細(xì)胞來源的外泌體在骨形成方面的作用

        在過去的幾年中，外泌體在骨組織修復(fù)和再生領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注，許多研究表明，與骨相關(guān)的細(xì)胞，如破骨細(xì)胞，成骨細(xì)胞，骨細(xì)胞和骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞，也釋放外泌體[32]。通過將生物活性分子轉(zhuǎn)移至靶細(xì)胞，有利于破骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞的分化。外泌體特別是干細(xì)胞來源的外泌體單獨(dú)或結(jié)合載體使用，可有效恢復(fù)或促進(jìn)生物體骨形成能力[33, 34]。

        生物材料與外泌體的結(jié)合能夠更好的發(fā)揮外泌體的促進(jìn)骨形成作用，與純磷酸三鈣支架相比，含有人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的間充質(zhì)干細(xì)胞（hiPS-MSC）來源的外泌體的磷酸三鈣支架具有更強(qiáng)的成骨作用，其可能通過激活PI3K / Akt信號(hào)通路來增強(qiáng)hBMSCs的增殖、遷移和成骨分化[41]。

*詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)閱讀原文