外泌体疗法是未来备受期待的新型疗法之一，但目前仍处于研究阶段。
只有在经过基础研究和临床研究确认有效性之后，才会作为医保诊疗提供该治疗。
本次介绍的是其最初的一步——使用动物模型验证外泌体对脊髓损伤治疗效果的论文。该外泌体来源于干细胞治疗研究中使用最多的骨髓间充质干细胞 (MSC)。
那么，我们这就来看一看吧。
本次介绍的论文
Nakazaki, M., et al., 2021. Small extracellular vesicles released by infused mesenchymal stromal cells target M2 macrophages and promote TGF-beta upregulation, microvascular stabilization and functional recovery in a rodent model of severe spinal cord injury. J Extracell Vesicles. 10, e12137.
讲解视频；
简要说明
- 骨髓间充质干细胞 (MSC) 来源的外泌体（MSC-sEVs）对脊髓损伤具有与 MSC 细胞治疗同等的治疗效果。
- 静脉注射 MSC-sEVs 会被输送到损伤部位，并通过与 M2 巨噬细胞结合，改善脊髓损伤模型的功能恢复。
- 要获得与单次注射 MSC 细胞相似的治疗效果，必须将 MSC-sEVs 分三天分次给药。这是因为单次给予外泌体时，大部分外泌体未被病变部位摄取就被排出体外了。
- 在 MSC 细胞中，外泌体会随时间释放，引发一系列有助于改善功能恢复的细胞反应。研究表明，外泌体分次给药可诱导出类似的反应。
名词说明
骨髓间充质干细胞
骨髓间充质干细胞（Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells）是存在于骨髓中的一种特殊细胞。这些细胞具有多功能性，能够分化为骨、软骨、肌肉、脂肪、结缔组织等多种类型的细胞。
骨髓间充质干细胞的主要作用是，在体内发生损伤或老化时，生成所需的细胞以补充损失。此外，它们还具有免疫调节功能和抗炎作用，发挥着抑制体内炎症、维持免疫系统平衡的作用。
近年来，骨髓间充质干细胞在再生医学领域备受关注，相关研究正在推进。预计未来它们将有助于治疗各种疾病和损伤。
外泌体（exosomes）
外泌体（exosomes）是细胞分泌的尺寸非常小的细胞外囊泡 (EV)（约 30-150 纳米），在细胞间通讯中发挥着重要作用。外泌体由细胞内的内膜系统生成，并释放到细胞外。
外泌体内部含有蛋白质、脂蛋白、脂质、糖类以及核酸（DNA 和 RNA）等多种生物分子。这些分子起着类似”信使”的作用，外泌体通过它们与其他细胞共享信息。当外泌体被靶细胞摄取后，受体细胞的功能或命运可能会发生改变。
外泌体参与免疫调节、细胞增殖、细胞死亡以及炎症等多种生物学过程。此外，近年来已逐渐明确外泌体参与癌细胞的增殖和转移，因而在癌症研究领域备受关注。
外泌体还蕴含着作为再生医学和诊断工具的潜力。利用外泌体的治疗方法，以及将外泌体所含生物分子用作诊断标志物的研究正在推进。
M2 巨噬细胞
M2 巨噬细胞（M2 macrophages）是属于免疫系统的一种白细胞，在巨噬细胞中尤其属于具有组织修复和抗炎作用的细胞类型。巨噬细胞还被称为”吞噬细胞”，通过吞食细菌、病毒等病原体将其从体内清除。
巨噬细胞按功能主要分为 M1 巨噬细胞和 M2 巨噬细胞。M1 巨噬细胞促进炎症反应，发挥清除病原体和癌细胞的作用；而 M2 巨噬细胞则抑制炎症反应，促进组织的修复和重塑。
M2 巨噬细胞在各种疾病和状态中发挥着重要作用。例如，在慢性炎症、自身免疫疾病、过敏、感染、癌症等疾病中，可以通过抑制炎症来缓解症状、促进组织修复。但在某些疾病中，M2 巨噬细胞被过度激活反而会促进疾病的进展。
近年来，以 M2 巨噬细胞为靶点的治疗方法的开发正在推进。例如，在癌症治疗中，期望通过抑制 M2 巨噬细胞帮助癌细胞增殖和转移的作用，来延缓癌症的进展。此外，在慢性炎症性疾病和自身免疫疾病中，正在探讨利用 M2 巨噬细胞抗炎作用的治疗。
得到了什么样的结果？
本论文的结果提示，间充质干细胞/间质细胞（MSC）随时间释放的外泌体（MSC-sEVs）会诱发一系列细胞应答，从而改善脊髓损伤 (SCI) 实验模型中的功能恢复。这些外泌体被 M2 巨噬细胞摄取，使转化生长因子β（TGF-β）的表达增加，随后 TGF-β 受体以及众多与脊髓损伤周围微血管系统功能相关的蛋白质发生上调，最终导致脊髓微血管功能的稳定化。要获得与单次注射 MSC 相似的治疗效果，必须将 MSC-sEV 分三天分次给药。分次的 MSC-外泌体静脉注射，在 M2 巨噬细胞标志物表达增加、TGF-β、TGF-β 受体及微血管系统功能相关蛋白质上调、脊髓微血管通透性降低等多个参数上，模拟出了单次给予 MSC 细胞的效果。
参考；脊髓损伤周围微血管（血脊髓屏障）的损害，被认为与脊髓损伤中的继发性损伤相关。
红色倒三角为外泌体分次给药组。蓝色圆圈为 MSC 细胞给药组，绿色三角为外泌体单次给药组，灰色方块为未接受任何治疗的大鼠。在给予相同剂量的外泌体时，分三天分次给药比单次等给药的治疗效果更高。通过外泌体分次给药，获得了与细胞疗法相同的效果。由于外泌体疗法比细胞疗法具有更高的安全性和发展性，因此值得期待其今后的开发。
这项研究的局限性是什么？
这项研究是以大鼠为对象进行的，其结果能否适用于人类尚不清楚。此外，MSC-外泌体治疗效果背后的机制尚未完全阐明，需要进一步的研究。具体而言，需要确定 MSC-外泌体给药的最佳剂量和时机。此外，还需要评估 MSC-外泌体治疗对 SCI 恢复的长期影响和潜在副作用。本研究未调查 MSC-外泌体对参与脊髓损伤的其他细胞类型（如少突胶质细胞和神经元）的影响。
这项研究今后会怎样？
需要改进 MSC-外泌体的给药剂量和给药方法。可能还需要进一步研究，以判断通过追加注射或渗透泵递送来延长治疗期是否能进一步促进恢复。此外，为了理解 MSC 外泌体如何影响巨噬细胞的功能，还需要进一步的 in vitro 和 in vivo 研究。
感想
MSC 细胞疗法历史悠久，已开展了大量基础研究。临床应用也在不断推进。然而，其治疗机制尚不明确。本次论文提示，所给予的 MSC 细胞被移植到体内后，可能是通过外泌体来发挥治疗效果的。此外，从外部静脉注射外泌体也能获得相同的治疗效果，这提示 MSC 外泌体本身含有某种发挥治疗效果的物质，外泌体本身有可能成为新型治疗药物。今后，关于这种外泌体含有什么、在被脊髓损伤部位周围存在的巨噬细胞摄取后会引发何种分子变化，期待进一步的研究成果。