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外泌体可促进脑神经再生,亦能改善脑损、中风、治疗精神类的疾病!

      脑损伤与神经类疾病就目前科学所知是不可逆的症状,而多数神经退化疾病与脑损伤会引起失智,随着干细胞技术的进步,更多的研究成果公布后发现,利用干细胞外泌体改善治疗脑损、脑卒中、帕金森、老年痴呆等不可逆的疾病,让神经退化疾病治疗看到希望。

      近年来,因为高龄、慢性病的原因,脑损伤问题越来越严重。各种程度的碰撞、不规律的生活习惯、高血压、糖尿病、滥用药物、长期的精神压力及心理疾病等,都是造成脑损伤或退化的可能因素。

      中国的老龄化现状

      截至2023年底,全国60周岁及以上老年人口29697万人,占总人口的21.1%;65周岁及以上老年人口21676万人,占总人口的15.4%。随着时间推移,老年人口比例持续上升,显示出中国正面临日益严重的人口老龄化问题。

      数据显示:预计到2050年老龄人口将达4.8亿,占到总人口的35%左右,失能失智老人将达到上亿人,成为未来我国必须面临的一大挑战。

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      在国内,有许多医师和科学家长年进行临床试验,在细胞疗法领域累积了相当丰富的知识,包含末期癌症、退化性关节炎、慢性缺血性脑中风、颅脑损伤、脊髓损伤、大面积皮肤创伤,以及恶性肿瘤经手术或放射治疗、化疗后的后遗症,均可采用细胞疗法诊治。

      以神经外科为例,运用干细胞疗法(G-CSF)可以让骨髓干细胞增生十倍,吸磁效应可吸引干细胞到脑部修补受伤处,促使自行分化成脑神经、血管等细胞,因此有助脑伤员者迅速恢复,更可保护神经,使脑神经不致因中风缺血而坏死,同时具备抗发炎作用,抑制中风处的发炎组织及细胞。

      然而,干细胞是活的细胞,必须利用手术方式植入人体,若植入后无法透过环境控制长成期望的模样,可能会导致并发症,甚至演变为肿瘤,成为细胞疗法的最大隐忧,而这样的隐忧在未来可望破除,答案就来自干细胞外泌体。

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      什么是干细胞外泌体

      外泌体(Exosome)是由细胞分泌而来的微小囊泡,其特指直径在30-200nm的囊泡,其主要负责细胞间的物质运输和信息传递。

      Exosome内含有与细胞来源相关的蛋白质rRNA和microRNA,Exosome可通过细胞膜受体直接激活受体细胞,也可运输蛋白质、mRNA、miRNA、lncRNA、circRNA,甚至细胞器进入受体细胞,参与细胞间通讯,作为重要的传递信号分子,形成了一种全新的细胞-细胞间信息传递系统,可参与细胞通讯、细胞迁移、血管新生和肿瘤细胞生长等过程。

      简单来说,我们可以将它想象成干细胞吹吐出来的泡泡,它的大小仅有纳米等级,是细胞用来和外界沟通的一种工具,过去被视为细胞代谢的废弃物。

      在培养干细胞的过程中,干细胞每天都会"吐泡泡",持续观察后,干细胞吐出的泡泡就是“外泌体“,其实细胞膜里头有许多蛋白、核酸等活性再生物质,能修复不正常细胞的缺失功能,更有将非干细胞转换成干细胞的能力。

      外泌体的特点

      〈1〉外泌体体积相当细小,属于纳米等级:

      外泌体平均大小约为30~200nm,属于纳米等级,容易被吸收,也因为具备脂质双分子结构,所以较能与其他细胞顺利兼容。

      〈2〉负责细胞间传递,达到修复再生:

      外泌体的最大功能之一,就是担任细胞和细胞之间「通讯员」的角色。例如当皮肤细胞出现异常情形时,干细胞会释出外泌体,传达需要救援的讯息给其他细胞,让健康的细胞帮忙修复与再生。

      〈3〉能够制剂保存,避免相关风险:

      相较于干细胞培养及保存不易、须手术植入,且植入后无法控制生长风险、有形成肿瘤的疑虑,干细胞外泌体则可以制剂保存,以注射或是鼻喷的方式打进血液或是直接进入中枢神经系统,可以轻松的透过血脑屏障,就能被人体轻松吸收。此外,外泌体中并不含有细胞,所以不会在人体内增生、也不会有促瘤的风险,也是一大优势。

      外泌体的作用

      外泌体是细胞和细胞之间通讯的重要载体。小胶质细胞与神经干细胞来源的外泌体均可介导炎性损伤,并发挥神经保护作用。

      脑损伤后小胶质细胞来源的外泌体通过包封的蛋白和核酸,影响神经干细胞的增殖和分化。而脑损伤后神经干细胞来源的外泌体,可通过与小胶质细胞的沟通而产生复杂的作用,如通过抑制自噬并促进M2小胶质细胞/巨噬细胞极化,显著减少脑梗死的损伤区域等。但是外泌体包封的蛋白和miRNA影响小胶质细胞激活或神经干细胞增殖/分化的机制尚缺乏直接或明确的机制。