外泌体在皮肤科的相关研究进展

廉琛 李东霞 杨雪滢

【摘 要】外泌体是一种几乎所有细胞都可分泌的微小囊泡，由细胞经胞吐作用产生，并作用于靶细胞产生效应。外泌体能够传递多种生物信号，参与多种生理、病理过程，还可以作为生物标记物、治疗药物、药物载体、治疗靶点等。因此，外泌体在皮肤科学相关领域中具有重要意义。本文就外泌体及外泌体在皮肤科疾病的相关研究进展作一综述，以期为皮肤科相关疾病的诊断和治疗提供新的策略与可能。

【关键词】细胞外囊泡；外泌体；炎症性皮肤病；皮肤肿瘤

中图分类号：R751文献标识码：A文章编号：1004-4949（2023）05-0159-04

Research Progress of Exosomes in Dermatology

LIAN Chen， LI Dong-xia， YANG Xue-ying

（Department of Dermatology， Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University， Hohhot 010050， Inner Mongolia， China）

【Abstract】Exosomes are small vesicles secreted by almost all cells， which are produced by cells through exocytosis and act on target cells to produce effects. Exosomes can transmit a variety of biological signals， participate in a variety of physiological and pathological processes， and can also be used as biomarkers， therapeutic drugs， drug carriers， therapeutic targets， etc. Therefore exosomes are also important in related fields of dermatology. This article reviews the research progress of exosomes and exosomes in dermatological diseases， in order to provide new strategies and possibilities for the diagnosis and treatment of dermatological diseases.

【Key words】Extracellular vesicle； Exosome； Inflammatory skin disease； Skin tumors

细胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）是由细胞分泌的具有脂质双层结构的小泡，根据其形成机制、大小、内容物等不同，分为外泌体、微泡、凋亡小体等[1]。外泌体（exosomes）是EVs中的一个亚群，广泛存在于各种体液中，递送包括蛋白质、脂质、多糖、RNA等在内的多种生物活性分子，参与各种生理病理学过程[2]。由于外泌体可以作为新型诊断标记物、治疗靶点、药物载体，目前已被广泛研究，其临床应用也逐步走向商业化，外泌体的提取、加工、修饰等技术也日趋成熟。因此，本文就外泌体在皮肤科疾病的相关研究进展作一综述，为今后外泌体在皮肤科的应用提供新的思路。

1 外泌体概述

细胞外囊泡是几乎所有已知的细胞分泌的细胞膜来源的膜结构，包括外泌体、微囊泡和凋亡小体。1983年研究者首次在網织红细胞成熟过程中发现了外泌体，之后发现外泌体广泛存在于尿液、血液、乳汁、唾液、脑脊液、羊水以及支气管灌洗液、滑膜液和恶性腹水等多种体液中[3]。

1.1 外泌体的生成与调节机制 外泌体形成机制复杂，目前尚未完全阐明。首先，细胞通过内吞作用使细胞膜内凹，产生内吞泡，形成早期内体。在高尔基体参与下，早期内体转变为晚期内体，早期内体膜不断向内出芽形成很多囊泡，并积累，使内体转化为多囊泡体。随后，多囊泡体与质膜融合，多囊泡体内部囊泡被释放到细胞外，外泌体便由此形成。

1.2 外泌体的结构特点 外泌体直径为30～150 nm，具有脂质双分子层膜结构，膜中含有少量磷脂酰丝氨酸，大量胆固醇、神经酰胺和鞘磷脂。外泌体反映了母细胞内部的分子成分，与母细胞的保真度已得到证实，其内携带多种生物分子，包括聚糖、脂质、蛋白质[膜联蛋白、热休克蛋白、四分子交联体蛋白（如CD63、CD81和CD9等）]、核酸（DNA、mRNA、lnRNAs等）、代谢物等[4]。

2 外泌体在疾病诊疗中的应用

2.1 诊断 外泌体富含多种生物活性物质，这些物质可以用于疾病诊断。Li C等[5]发现体液中外泌体microRNA-34a-5p含量与口腔扁平苔藓症状严重程度呈正相关，且外泌体microRNA-34a-5p水平越高，临床症状越严重。因此，循环外泌体microRNA-34a-5p可能成为诊断和评估口腔扁平苔藓严重程度的潜在生物标志物。

2.2 治疗 外泌体体积小，可自由穿越血管壁，穿透生物屏障，有效避免被吞噬，具有较好的生物相容性和较低的免疫原性，在体液中广泛分布并稳定存在，具有天然的药物递送优势，是理想的药物载体。但天然外泌体存在靶向性弱、易在体内迅速清除等缺陷，外泌体能通过修饰形成工程避免上述问题。Wang P等[6]选择活化的M1型巨噬细胞来源的外泌体作为载体，降低了紫杉醇的毒性，提高了其生物利用度，还增强了紫杉醇的治疗效果。由此说明，通过对外泌体进行修饰、加工，能够对外泌体进行优化，弥补其原本的缺陷，使其成为临床上更为理想、更加有效的药。

3 外泌體在皮肤科相关疾病中的研究

3.1 炎症性皮肤病及自身免疫性皮肤病

3.1.1特应性皮炎 特应性皮炎是一种具有一定的遗传性，与过敏因素相关的慢性炎症性皮肤疾病，临床以剧烈瘙痒为主要症状。Cho BS等[7]首次研究脂肪组织间充质干细胞来源的外泌体能否改善特应性皮炎小鼠模型，结果表明注射该外泌体显著降低了特应性皮炎小鼠局部皮损处炎症因子、肿瘤坏死因子的表达，以及IgE水平、嗜酸粒细胞计数，减少了皮损局部炎细胞浸润，改善了实验鼠的临床症状，降低了临床评分。Shin KO等[8]发现对特应性皮炎小鼠模型皮下注射脂肪组织间充质干细胞来源的外泌体能提高皮损处角质层的水合作用，降低多种炎症因子的水平，还能够诱导神经酰胺和二氢神经酰胺的产生，有效地恢复了皮损处皮肤的屏障功能。因此，外泌体具有减轻特应性皮炎皮损严重程度的作用，有利于皮损尽快恢复。

3.1.2银屑病 银屑病是一种常见的慢性炎症性皮肤病，该病的发生与遗传、感染、免疫紊乱等因素有关。典型临床表现为散在分布的境界清楚的红色斑块，上覆银白色鳞屑，易反复发作，给患者带来极大的心理和经济负担。有研究表明[9]，银屑病患者内皮细胞来源的外泌体较正常人增加，与银屑病皮损面积及严重程度相关评分呈正相关。Zhang B等[10]研究发现，在银屑病小鼠模型中局部应用间充质干细胞来源的外泌体可显著降低小鼠皮肤中的IL-17，抑制皮肤角质层中补体的激活。由此可知，间充质干细胞来源的外泌可以通过抑制炎症因子改善银屑病患者症状。

3.1.3扁平苔藓 扁平苔藓是一种病因不明的慢性、炎症性、瘙痒性皮肤病，病情易反复，目前尚不能根治。常发生于手腕屈侧、踝部和股内侧，也可累及头皮、黏膜、甲及生殖器等部位。Yang JY等[11]研究发现，T细胞来源的外泌体可促进口腔扁平苔藓的发生发展。此外，有研究表明[5]，患者外周血和唾液中外泌体特异性mRNAs的表达与健康个体不同。因此，外泌体特异性mRNAs可能成为口腔扁平苔藓相关的生物标志物。外泌体mRNAs不仅可以应用于早期筛查和进展监测，还可以辅助发病机制的研究以及靶向治疗。

3.1.4系统性红斑狼疮 系统性红斑狼疮是临床常见的自身免疫病，其发病机制尚未完全清楚。特异性的外泌体及其内含物质作为病情活动和预后进展的生物标志物，在系统性红斑狼疮的研究中得到越来越多的关注和重视。系统性红斑狼疮患者外泌体中IgG、IgM和C1q水平有所升高。然而，外泌体中IgG是否具有活性尚不清楚。通过高灵敏度纳米液相色谱串联质谱分析，发现SLE患者循环中分离的外泌体中有248个蛋白显著上调，而对照组为184个[12]。此外，最近的另一项研究表明活动性狼疮肾炎患者含有线粒体和IgG阳性的外泌体水平较对照组增高[13]，表明不同的外泌体亚群可以有不同的功能。

3.1.5系统性硬化症 系统性硬化症主要表现为皮肤及内脏器官的纤维化及硬化。目前认为，成纤维细胞异常活化后分泌过量的胶原纤维是其关键的致病因素之一，而成纤维细胞的活化可能与患者外周血中一些细胞因子的升高有关。对系统性硬化症外泌体的研究非常有限，对其在此病中的作用知之甚少。有研究发现[14]，系统性石化症患者皮肤样本中外泌体标志物CD63、CD9和CD81的表达增加。此外，系统性硬化症患者成纤维细胞来源的外泌体分泌增加，且外泌体标记物相关的mRNA水平也升高。可见，外泌体很可能参与了系统性硬化症的发生发展，但仍需更多的研究来证实。

3.1.6大疱性类天疱疮 大疱性类天疱疮是一种严重的自身免疫性大疱性皮肤病，常发生在老年人。临床表现为水肿性红斑基础上发生水疱和大疱，严重影响患者生活质量、死亡率较高。Fang H等[15]研究发现，从大疱性类天疱疮患者水泡液中分离出来的外泌体可以促进炎症因子和趋化因子的产生，增强中性粒细胞的趋化，触发局部的炎症反应。还有研究发现大疱性类天疱疮患者血浆及尿液外泌体携带的基因水平相对疱液和血清较高，血浆及尿液获取较为简单，特别是尿液有望成为外泌体无创性检测工具。

3.2 外泌体在皮肤肿瘤中的研究

3.2.1黑素瘤 黑素瘤是黑素细胞来源的恶性肿瘤，具有强侵袭性及复发、转移倾向，死亡率居皮肤恶性肿瘤首位，其发病率和致死率逐年升高。黑素瘤细胞可以产生多种细胞外囊泡，研究主要集中于黑素瘤细胞产生的外泌体。巨噬细胞是黑素瘤生长和存活的关键参与者。一般情况下，巨噬细胞可分为M1或M2表型。研究证明[16]黑色素瘤外泌体可以诱导肿瘤巨噬细胞表型活化最终促进肿瘤发展。此外，自然杀伤细胞来源的外泌体对黑色素瘤细胞具有细胞毒性作用[17]，是一种潜在的黑素瘤治疗策略。

3.2.2皮肤鳞癌 皮肤鳞状细胞癌是我国常见的皮肤恶性肿瘤之一，来源于皮肤的鳞状上皮组织，属于非黑色素瘤皮肤癌。皮肤鳞癌的病因及发病机制至今尚未明确，可能与紫外照射损伤、免疫抑制等有关。有研究报道[18]，在皮肤鳞癌中发现了25个上调和76个下调的外泌体环状RNA。其中circ-CYP24A1在本病中表达上调，且与si-circ- CYP24A1转染的外泌体孵育后，A431和SCL-1细胞的增殖、迁移和侵袭降低，凋亡增强。由此可以推测，circ-CYP24A1在皮肤鳞癌中起到促癌作用，能够促进肿瘤的增殖及转移。

4 外泌体在皮肤美容方面的研究

4.1 毛发生长 Ogawa M等[19]用非瑟酮处理小鼠背部皮肤，发现非瑟酮能够诱导角质形成细胞分泌外泌体，激活毛囊干细胞中的线粒体，并诱导其增殖，表明外泌体是角质形成细胞与毛囊干细胞相互作用的分子基础。该研究首次表明角质形成细胞来源的外泌体可以激活毛囊干细胞，从而诱导毛发生长。

4.2 皮肤衰老 越来越多的证据表明，来自干细胞的外泌体可以缓解或逆转细胞衰老。Li X等[20]的研究发现，高糖诱导的内皮祖细胞应激可以通过脂肪间充质干细胞得到缓解，但当其外泌体受到抑制时，脂肪间充质干细胞几乎没有作用，这表明在高血糖条件下，外泌体可能参与抑制内皮祖细胞的衰老。

4.3 皮膚创伤愈合及瘢痕形成 研究发现[21]，脂肪干细胞外泌体能够参与调节伤口的免疫反应与炎症反应，促进血管生成，加速细胞的增殖和再生，调节胶原蛋白的重塑，抑制疤痕增生。伤口愈合治疗中，外泌体疗法与干细胞疗法相比，前者具有高度的稳定性、不被免疫系统排斥，具有归巢效应、剂量易于控制、易于储存等优点。研究表明，脂肪间充质干细胞分泌的外泌体可能有助于旁分泌信号传导。Hu L等[22]研究了其在皮肤伤口愈合及瘢痕形成中的作用，发现该外泌体可被成纤维细胞摄取和内化，刺激细胞迁移、增殖和胶原合成。此外，脂肪间充质干细胞分泌的外泌体可被招募到小鼠皮肤切口模型的软组织创面，加速皮肤创面愈合。组织学分析显示，在伤口愈合的早期，系统给予外泌体增加了Ⅰ和Ⅲ型胶原蛋白的生成，促进伤口愈合，而在伤口愈合的后期，外泌体可能抑制胶原蛋白的表达，以减少疤痕的形成。

5 总结

外泌体在皮肤科的应用具有巨大的潜力，这既是机遇也是挑战。随着外泌体生物学特点及功能的深入研究，其不仅介导着细胞间的信息交流、作为各种疾病的新型标志物对疾病的诊治提供更加有效检测途径，还可作为药物的载体运用于各种疾病的治疗，将药物安全有效地运输至目标细胞、组织或器官，达到更加精准、有效的治疗效果。外泌体广泛参与到多种皮肤病的发生发展过程中，如皮肤炎症性疾病与自身免疫性疾病、肿瘤、皮肤衰老、损伤及皮肤愈合、毛发生长等，外泌体在皮肤科领域的相关研究成果在不断更新。有关外泌体的研究是一个正在迅速发展，这代表着对疾病的认识达到了新的维度。外泌体的应用大部分处于实验阶段，其安全性及稳定性仍有待进一步研究。相信随着更深入的研究了解及更成熟的科研技术，外泌体必将在皮肤科相关领域得到越来越广泛的应用。

参考文献

[1] 马春骥，石娟，王永玉，等.细胞外囊泡在抗感染免疫和免疫逃逸中的作用[J].中国病原生物学杂志，2023，18（2）：243-247.

[2] 朱智鑫，焦艳林，翁宗琴，等.外泌体miRNA在黑色素瘤转移和耐药中的作用[J].现代肿瘤医学，2023，31（7）：1336-1339.

[3] Keshtkar S，Azarpira N，Ghahremani MH.Mesenchymal stem cell-derived extracellular vesicles：novel frontiers in regenerative medicine[J].Stem Cell Res Ther，2018，9（1）：63.

[4] Skotland T，Hessvik NP，Sandvig K，et al.Exosomal lipid composition and the role of ether lipids and phosphoinositides in exosome biology[J].J Lipid Res，2019，60（1）：9-18.

[5] Li C，He H，Wang J，et al.Possible roles of exosomal miRNAs in the pathogenesis of oral lichen planus[J].Am J Transl Res，2019，11（9）：5313-5323.

[6] Wang P，Wang H，Huang Q，et al.Exosomes from m1-polarized macrophages enhance paclitaxel antitumor activity by activating macrophages-mediated inflammation[J].Theranostics，2019，9（6）：1714-1727.

[7] Cho BS，Kim JO，Ha DH，et al.Exosomes derived from human adipose tissue-derived mesenchymal stem cells alleviate atopic dermatitis[J].Stem Cell Res Ther，2018，9（1）：187.

[8] Shin KO，Ha DH，Kim JO，et al.Exosomes from Human Adipose Tissue-Derived Mesenchymal Stem Cells Promote Epidermal Barrier Repair by Inducing de Novo Synthesis of Ceramides in Atopic Dermatitis[J].Cells，2020，9（3）：680.

[9] Shao S，Fang H，Li Q，et al.Extracellular vesicles in inflammatory skin disorders：from pathophysiology to treatment[J].Theranostics，2020，10（22）：9937-9955.

[10] Zhang B，Lai RC，Sim WK，et al.Topical Application of Mesenchymal Stem Cell Exosomes Alleviates the Imiquimod Induced Psoriasis-Like Inflammation[J].Int J Mol Sci，2021，22（2）：720.

[11] Yang JY，Zhang J，Lu R，et al.T cell-derived exosomes induced macrophage inflammatory protein-1α/β drive the trafficking of CD8+ T cells in oral lichen planus[J].J Cell Mol Med，2020，24（23）：14086-14098.

[12] Kim W，Lee EJ，Bae IH，et al.Lactobacillus plantarum-derived extracellular vesicles induce anti-inflammatory M2 macrophage polarization in vitro[J].Journal of Extracellular Vesicles，2020，9（1）：1793514.

[13] Mobarrez F，Fuzzi E，Gunnarsson I，et al.Microparticles in the blood of patients with sle： size， content of mitochondria and role in circulating immune complexes[J].Journal of Autoimmunity，2019，102：142-149.

[14] Nakamura K，Jinnin M，Harada M，et al.Altered expression of cd63 and exosomes in scleroderma dermal fibroblasts[J]. Journal of Dermatological Science，2016，84（1）：30-39.

[15] Fang H，Shao S，Jiang M，et al.Proinflammatory role of blister fluid-derived exosomes in bullous pemphigoid[J]. The Journal of Pathology，2018，245（1）：114-125.

[16] Bardi GT，Smith MA，Hood JL.Melanoma exosomes promote mixed m1 and m2 macrophage polarization[J]. Cytokine，2018，105：63-72.

[17] Zhu L，Kalimuthu S，Gangadaran P，et al.Exosomes derived from natural killer cells exert therapeutic effect in melanoma[J].Theranostics，2017，7（10）：2732-2745.

[18] Zhang Z，Guo H，Yang W，et al.Exosomal circular rna rnaseq profiling and the carcinogenic role of exosomal circcyp24a1 in cutaneous squamous cell carcinoma[J].Frontiers in Medicine，2021，8：675842.

[19] Ogawa M，Udono M，Teruya K，et al.Exosomes derived from fisetin-treated keratinocytes mediate hair growth promotion[J].Nutrients，2021，13（6）：2087.

[20] Li X，Xie X，Lian W，et al.Exosomes from adipose-derived stem cells overexpressing nrf2 accelerate cutaneous wound healing by promoting vascularization in a diabetic foot ulcer rat model[J].Experimental & Molecular Medicine，2018，50（4）：1-14.

[21] An Y，Lin S，Tan X，et al.Exosomes from adipose-derived stem cells and application to skin wound healing[J].Cell Pr oliferation，2021，54（3）：e12993.

[22] Hu L，Wang J，Zhou X，et al.Exosomes derived from human adipose mensenchymal stem cells accelerates cutaneous wound healing via optimizing the characteristics of fibroblasts[J].Scientific Reports，2016，6：32993.

編辑 张孟丽