对衰老干预的持续期望促进了对非手术美容方法的需求和快速普及。在过去的十年里,由于其再生特征以及对伤口修复、疤痕装饰和头发生长的潜在影响,外泌体作为一个局部可注入溶液引起了特殊的兴趣。
什么是外泌体?
外泌体最早由Johnstone等人报道1983年在研究网织红细胞的成熟过程时。观察到这些纳米大小的生物囊泡,大小约为40-160nm,从细胞内体释放并携带一系列蛋白质,核酸和脂质。因此,它们最初被称为“细胞垃圾处理”。

外泌体是如何被开发使用的?
在1990年代中期,发现外泌体在细胞间通讯和免疫功能中起着至关重要的作用。
外泌体现在被认为是细胞外囊泡(ECV)的一个重要亚类,它们表达释放它们的细胞的特征,作为与细胞外基质(ECM)和邻近细胞相互作用的旁分泌分子发挥作用。
迄今为止,外泌体已经显示出大量的潜在临床应用,包括干细胞维持和可塑性、生物标志物、化疗和药物递送的辅助剂,以及促进血管生成的伤口愈合补充剂。鉴于它们广泛的再生潜力和无细胞特性在美容领域的使用越来越多。
外泌体是如何工作的?
外泌体信号传导背后的分子生物学令人生畏。虽然研究最多的外泌体衍生物之一源于脂肪组织,但是,每种衍生物组织或细胞可能通过其独特的机制发挥特定的下游作用。一种通常报道的外泌体靶标对TGF-β(转化生长因子β)超家族进行操纵,这对于细胞分化、增殖和凋亡至关重要。
外泌体信号传导中的TGF-β途径
TGF-β诱导细胞内SMAD复合物磷酸化,其易位到细胞核并调节基因转录/表达。TGF-β还可以激活其他信号传导机制,如丝裂原活化蛋白激酶、细胞外信号调节激酶和c-Jun N端激酶,并通过单一途径选择性调节皮肤微环境。
由此产生的下游效应主要针对胶原蛋白降解和ECM重塑,通过上调或下调基质金属蛋白酶(MMP)。据报道,真皮衍生的外泌体和角质形成细胞来源的外泌体使用可能被脂肪来源的外泌体抑制的Wnt/β-连环蛋白途径。

外泌体信号传导中的Wnt/β-连环蛋白途径
外泌体信号传导中的Wnt/β-连环蛋白途径
非手术皮肤嫩肤
皮肤老化是一种复杂的机制,涉及内在和外在过程,临床表现为表皮和真皮厚度损失、皱纹加深、毛孔增大、色素沉着和软组织弹性减弱。皮肤老化是多因素的,但关键组成部分是至关重要的细胞的衰老,例如角质形成细胞、成纤维细胞和黑色素细胞;这个过程现在被认为是由miRNA失调介导的。
因此,ECM内会发生结构和功能变化,例如胶原蛋白,弹性蛋白和蛋白聚糖的组织和产生减少,所有这些都是皮肤年轻拉伸强度,弹性和水合作用所必需的。许多模型已被提出加剧衰老,包括氧化应激,DNA损伤,端粒缩短,miRNA调节,晚期糖基化终产物积累,基因突变和炎症。外泌体被认为主要作用于氧化应激和炎症途径,影响ECM和胶原蛋白。
外泌体治疗通过成纤维细胞增殖和迁移刺激引起人们的兴趣。UV-B光老化模型的体外和体内研究表明,外泌体处理通过减少炎症标志物(如肿瘤坏死因子α(TNF-α))来保护细胞免受UV-B损伤,同时上调TGF-β和MMP的组织抑制剂(TIMP)。这些机制导致成纤维细胞衰老逆转,胶原蛋白I、弹性蛋白和纤连蛋白产生上调,胶原蛋白III表达降低。

外泌体对细胞外基质的影响
疤痕修复
不良、非美观的瘢痕形成可表现为萎缩性、增宽性、肥厚性或瘢痕疙瘩。尽管存在多种手术和非手术方式,但效果差异很大,并且可能与高复发率有关。有科研人员已经研究了外泌体通过各种机制减少疤痕形成和促进皮肤再生的有效性。外泌体影响参与伤口愈合四个传统阶段的几个细胞和信号分子,从而调节愈合过程的进展、长度和特征。

简化伤口愈合过程及其主要效应器
头发修复
脱发的病因是多因素的。正常的毛发生长发生在毛囊水平,呈连续的三阶段循环:
生长期(活跃生长)
退行期(过渡和退化)
休止期(休息)
真皮细胞(DPCs)是毛囊发育的关键调节因子,已知会释放几种生长因子并与毛囊内的上皮细胞,生殖细胞和干细胞进行交流。毛囊干细胞负责正常的头发生长,并在新的头发周期中迅速增殖。

外泌体对毛囊的影响。外泌体促进毛囊干细胞、外根鞘细胞和真皮细胞的增殖和分化
研究人员发现外泌体显着诱导和延长生长期,使头发生长。真皮衍生的外泌体上调Wnt/β-连环蛋白信号传导,这是参与调节毛发再生和形态发生的关键细胞途径。
此外,真皮衍生的外泌体增加了声刺猬的表达,这是毛囊增殖的重要参与者,以及增加外根鞘细胞增殖和迁移。有趣的是,真皮衍生的外泌体在球状体形式时表现出更好的效果。与二维DPC或米诺地尔治疗相比,真皮衍生的外泌体的球状形式显示出更好的诱导从休止期到生长期进展的能力。这种特殊形式的外泌体也刺激了DPC和外根干细胞的生长和活力,并促进了毛干的伸长。
真皮衍生的外泌体对整体头发生长具有多种益处。除了通过miRNA参与进行毛囊干细胞增殖和分化外,还注意到较长的发干和头发凸起。其他已被研究用于头发生长的源细胞包括间充质干细胞和角质形成细胞。杨等人进行的一项研究与单独皮下外泌体注射相比,使用微针、外泌体和 UK5099(线粒体丙酮酸载体的有效抑制剂)在较低剂量下显示出更高的效率。
外泌体对头发生长周期的影响。毛囊生长由连续的三阶段循环组成:生长期、催化和休止期。外泌体刺激从休止期到生长期的转化,延缓向催化剂的进展,导致生长期。外泌体还增加了β-连环蛋白的水平,导致头发生长增强。
目前FDA批准的市场上的头发修复药物(即米诺地尔和非那雄胺)可以产生不同的结果。米诺地尔主要通过血管舒张和促血管生成作用发挥治疗功能——如果DPC休眠持续存在,不太可能刺激头发生长。
相比之下,外泌体已显示出刺激DPC生长和活力的能力,DPC在脱发恢复方面可能比米诺地尔更有效。在Huh和Kwon进行的临床试验中,外泌体治疗12周导致头发密度和厚度增加,没有副作用报告。
结语
再生医美是未来医美的方向,医美技术也在持续迭代更新,从“填充时代”进入“再生时代”,外泌体成分将面对一片广阔的市场蓝海。在医美领域,外泌体赛道的竞争方兴未艾。
参考来源:
DOI: 10.1097/GOX.0000000000005051,
The Potential Role of Exosomes in Aesthetic Plastic Surgery: A Review of Current Literature
