间充质干细胞外囊泡（间充质干细胞 内皮细胞）

本文的目的是更详细地讨论间充质干细胞外囊泡和间充质干细胞 内皮细胞，以便你能更好地理解它们之间的关系。

运动不当造成软骨损伤，干细胞可帮忙修复

春天到了，“穿衣显胖脱衣更胖的季节”猝不及防的又近了一步。“不瘦十斤，不换头像”的flag一夜间在数据星球中漫天飞舞，迷人眼，乱人心。

“减肥”到底是动词还是名词，已经模糊到它自己也搞不清……它的能指与所指每到春天就会迎来一场迷茫，而大部分朋友选择了它的“名词”形态，一边念在嘴边上，一边静待啤酒与撸串齐飞的夏天。

当然，不是所有的人都把“减肥”当名词，杨树旁、柳树下，运动场、健身房……立志把“减肥”当动词的朋友早早就来到了自己喜爱的位置上。跑步、跳绳简单易行场地不局限，微风拂面神清气爽；健身房铁块举到起飞，深蹲到地心引力都自叹不如，大汗淋漓酸爽无比……

然而，如同机器一旦开机工作就会发生磨损，是运动都会有不同程度的损伤，而包括减肥在内各种目的运动带来的磨损，最明显的影响位置就是肢体。

软骨损伤，阻碍迈进健康生活的门槛？

人体中的 关节软骨覆盖在关节表面上，能够承受一定的压力，并减少摩擦， 可以有效地维持关节的正常功能和运动【1】。而跑步跳绳这类常见运动，就是以膝关节为承重进行重复动作，如果核心力量不好、姿势不正确或运动时间过长，就容易让膝盖软骨承受不堪的压力。

因此关节软骨损伤成为了临床常见的运动损伤【2】。2019年，关节软骨损伤作为运动医学名词被公布，其确切的定义为： 由急性创伤或慢性劳损导致的关节软骨的破坏。 可见，此类损伤已具有了普遍的关注性【3】。如此一来，似乎可以听到把“减肥”当成名词的小伙伴如释重负的声音——“原来运动容易造成软骨损伤，还是躺平更安全！“

嗯，说的对，但不完全对。

软骨损伤，关节炎的“序章”

先说说对的地方。以我们上述提到的关节软骨为例， 关节软骨缺乏血管、神经支配，损伤后难以完成自身的再生修复，而缺乏有效的治疗会导致骨关节炎（OA）的发生 【4】。

而骨关节炎作为一种非炎性关节病，主要特征为关节软骨破坏及骨赘形成，具体表现为关节疼痛、僵硬，日常活动受限，不仅致残率高达53%，且会增加心血管事件的发生率及全因病死率【5】。我国一项关于骨关节炎的“十五”攻关计划项目表明： 全国40岁以上人群原发性骨关节炎患病率约为46.3%，男性患病率约为41.6%，女性患病率约为50.4% 【6】。

这下厉害了，四舍五入，不当的运动容易导致软骨损伤，而这种损伤不可逆亦不可治愈，还有望“喜提”关节炎，从而走向心脑血管疾病的怀抱……如此一来，提出“生命在于运动”的伏尔泰叩响的体育哲学的大门，难道要打算关闭吗？

答案当然是否定的，体育哲学首先不答应。体育哲学就是要从宏观上研究体育的基本问题和矛盾关系，揭示体育深层次本质及其辩证发展规律【7】，所以，生命在于运动，是在于合理的量化、因人而异的计划以及量力而行的平衡。

除此之外，医学不答应，在以手术、药物为主要治疗手段的漫长时空里，医学界不断探求着软骨疾病的治疗方式—— 主要采用口服非甾体抗炎药缓解疼痛，平日以物理辅助缓解关节受累，必要时进行外科手术。

药物与手术治疗的探索固然努力过，但总结起来主要以缓解症状为主，并不能阻止软骨损伤以及骨关节炎的进展【8】，也不能让其拥有完全治愈的可能。但探索不能停摆也不会停摆，“生命在于运动”包含着无限的人类哲思，因为人的生命之初，本就是努力运动的细胞。因此，以干细胞为代表的再生医学不会答应谁来质疑这句古老的哲思，当然，干细胞也有足够的实力来捍卫。

干细胞拿捏软骨损伤，拒绝关节炎

骨关节炎，归根结底是 由于软骨细胞自我修复能力差，导致软骨受损钙化，软骨下骨形成导致的 【9】。所以，逆转关节软骨退变的过程，才是治愈的关键，也是拿捏软骨损伤恶化成骨关节炎的方法。

而这“逆转魔法”，只有干细胞会。干细胞因为拥有再生各种组织器官的功能，又被称为“万用细胞”，理论上，它“逆转重生”的功能，可以治愈一切疾病。在治疗软骨损伤方面， 干细胞应用自我更新、多向分化以及克隆形成等基本特征，可在软骨损伤微环境中，定向迁移并分化成表型稳定的软骨细胞， 为软骨损伤的治疗提供了一种新的思路，为软骨损伤修复带来了新的希望【10】。

而干细胞并非只有一类，在治疗软骨损伤方面，整个干细胞家族都在它们“神奇体质”的基础上，展现着其各自的本事。

广泛存在于脂肪，胎盘，脐带，牙髓，外周血及滑膜中的 间充质干细胞，可利用自我更新能力分化为多种中胚层谱系细胞， 如成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞，心肌细胞和血管细胞等【11】。它来源广泛的特点，使其“家族”在治疗骨关节炎软骨损伤方面成果颇丰。

其中骨髓来源间充质干细胞被评为最具前景的干细胞来源之一，在骨、软骨修复中起着至关重要的作用，其 可从软骨下骨迁移到受损部位，分化为软骨细胞和成骨细胞的同时整合新生及周围组织，对软骨及软骨下骨组织进行修复， 不仅如此，它还可以 抑制局部炎症反应并减轻败血症 【12】。

而浑身是宝的干细胞，其外泌体也对修复软骨损伤起到了作用。外泌体是一种细胞外囊泡，携带大量活性物质， HAN等通过实验证实， 脂肪间充质干细胞可通过丰富的miRNA促进软骨修复、减轻炎性反应，保护关节软骨 【13】。

理论道路一片光明，在临床应用上，干细胞也给出了令人欣慰的答卷。一项对82例骨关节炎患者实施干细胞治疗的AB对照组试验表明，接受干细胞疗法的B组患者的总有效率90.24%，高于未接受的A组患者73.17%，可见 干细胞治疗骨关节炎临床效果显著 【14】，应用前景十分广阔。

所以，永远不要去质疑“生命在于运动”这句话，因为还有一句话叫“科学的科学是哲学”，哲学启迪人类寻找最朴素的理论来定义万物的本质，而干细胞引领的再生医学，也无疑在尊崇着这样的朴素思想——那一颗颗运动的细胞，它们给予人类生命，教会人类用其本真的特性消解最复杂的顽疾，也终将会引领人类，走向伟大的重生。

参考资料：

【1】曾伟,胡金玺,肖涛. 软骨源性形态发生蛋白-1与关节软骨修复研究现状[J]. 国际骨科学杂志,2007,(4):252-254.doi:10.3969/j.issn.1673-7083.2007.04.015

【2】【4】【10】曹瑞祺,尹合勇,于浩淼,马立峰,郭艾.软骨干/祖细胞修复软骨损伤的研究进展[J].中华损伤与修复杂志(电子版),2022,17(01):72-75.

【1】 关节软骨损伤/53303787?fr=aladdin

【5】【9】【13】费杨厚雪,张鸽,张云,黄炜.脂肪间充质干细胞治疗骨关节炎研究进展[J].中国药业,2021,30(23):116-120.

【6】腾讯网 《日本干细胞：膝骨关节炎治疗新希望—干细胞疗法》

【7】体育哲学

【8】百度 《临床研究新增研究成果，2项干细胞治疗骨关节炎的临床疗效观察》;wfr=spiderfor=pc

【11】【12】张爽,刘石,汪宇峰,吕婵,李保玲,王萍,丛军,朱志强.间充质干细胞修复骨关节炎软骨损伤的临床应用意义[J].中国组织工程研究,2018,22(33):5379-5385.

【14】搜狐网 《干细胞治疗骨关节炎的有效新方法》

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什么是细胞外泌体？

外泌体之前是指包含了复杂RNA和蛋白质的小膜泡，现今，其特指直径在40-100nm的盘状囊泡。多种细胞在正常及病理状态下均可分泌外泌体。当外泌体在1980年首次发现后，曾被认为是细胞排泄废物的一种方式，如今发现外泌体具有多种多样的功能。

外泌体组成成分：外泌体成分是高度异质性的，能反映出产生它们的细胞表型状态，所以外分泌体发展成为了液体活检的重要分支。肿瘤病人外泌体异质性会升高。

外分泌体成分：由脂质双层组成，包含细胞的所有已知的分子成分，包括蛋白质、RNA和DNA。

外泌体功能：准确的说，外泌体功能未知。

外泌体可携带蛋白质药物及核酸等，治疗潜力巨大：

1、心血管疾病：使用外泌体携带修复分子损伤的心肌，可进行特异性修复。

2、神经退行性病变：使用神经或大脑特异性的靶分子，将携带药物的外泌体，送至神经系统，治疗大脑区域的疾病或者肿瘤；

3、皮肤损伤：将有助于伤口愈合的分子，通过外泌带到伤口局部，进行治疗。外泌体还可以携带抗炎分子到达炎症局部，进行抗炎治疗等。

细胞外泌体是什么？

外泌体——是一类有细胞释放的细胞外囊泡。外泌体的特点见正文。

细胞外囊泡——简称EV，是由细胞释放的各种具有膜结构的囊泡结构统称，这些囊泡的直径可以从30、40nm到8、9um。细胞外囊泡有不同的亚群，而目前研究最火热的是外泌体这个亚群。

然而由于目前很难纯化到非常纯的外泌体亚群，人们纯化到的通常是直径小于200nm的囊泡，因此越来越多的人开始称之为sEV（即 small extracellular vesicle，小细胞外囊泡）。为了严谨，所以今天我们也以细胞外囊泡来称呼这些膜泡结构。本文中没有特殊说明的情况下，细胞外囊泡主要指外泌体和微囊泡。

今天主要介绍内容包括细胞外囊泡的研究意义、细胞外囊泡的分类、细胞外囊泡含有的成分、细胞培养上清的制备、细胞外囊泡的保存、细胞外囊泡的鉴定实验要求。所有内容都参考目前已发表的综述，并非hzangs杜撰。所以请新朋友们放心学习。

细胞外囊泡的研究意义

目前，细胞外囊泡的功能还没有完全阐明。已有的报道认为它们能够调节宿主-病原体的相互作用，参与传染性和炎性疾、神经疾病和癌症等很多种疾病的病理过程，同时在正常的生理过程中也发挥着介导细胞间通讯的重要功能，已有文章报道细胞外囊泡在发育中也发挥着重要作用。细胞外囊泡在临床医学中也有十分光明的应用前景，主要是因为它们含有丰富的生物标志物，可用于监测临床状态，治疗反应，疾病进展等，同时由于它们具有递送生物分子的功能，因此它们还有发展成临床药物递送载体的潜力。

细胞外囊泡的分类

细胞外囊泡—这个词是由国际细胞外囊泡学会（ISEV）创造的术语，根据细胞外囊泡的生物合成或释放途径可以对囊泡进行分类：外泌体（exosomes）直径为30-150nm，起源于内吞途径，其密度约为1.11-1.19g mL-1；微粒/微囊泡（microparticles/microvesicles）直接从质膜释放，直径约100-1000nm；凋亡小体（apoptotic body/bleb）直径约为50nm-2μm，由细胞凋亡产生；肿瘤小泡（large oncosomes）直径约1-10μm，由肿瘤细胞释放产生；以及其他各种EV亚群。由于不同EV亚群的大小以及它们的所包含的生物分子存在差异，因此现在已经有几个小组开始表征EV亚群的组成。最近的论文声称，基于一般表面蛋白质组学分析或个别EV群体的转录谱，对细胞外囊泡进行了成功的亚群分类。目前可以通过差速离心、过滤、免疫亲和、层析、流式细胞分选、密度梯度离心选取不同密度区域等多种手段大致分离不同的细胞外囊泡亚群，但是这些方法都不能完全纯化到特定的亚群，分离到的通常是富集了某一个亚群同时带有其他细胞外囊泡亚群。

细胞外囊泡含有的成分

细胞外囊泡的组成成分并不是随机的，每一个细胞外囊泡都会携带特定的分子信息。 实际上，这些纳米尺寸的细胞外囊泡能够携带蛋白质，脂质，核酸和糖等生物活性分子在细胞间传递信号，并且其包装的独特分子构成决定了要传递给受体细胞的细胞外信号的类型。有一个复杂的分选系统来决定那些分子能够进入细胞外囊泡。

细胞培养上清的制备

目前有两个策略来制备细胞培养上清用于提取细胞外囊泡。使用去除细胞外囊泡的胎牛血清（FBS）培养基培养细胞和使用不含FBS的培养基培养细胞（血清饥饿细胞）。但是目前一些高水平的文章报道使用的方法通常是前者。另外，有些文章开始关注去除细胞外囊泡的胎牛血清中游离RNA对实验结果的影响，但是目前并没有形成共识。如果需要先储存培养上清，一定量后再用于细胞外囊泡分离，那需要预先去除体系中的死细胞和细胞碎片。

细胞外囊泡的保存

Lőrincz等人曾对中性粒细胞来源的细胞外囊泡做了不同条件的储存，之后再去分析这些囊泡的特性，他们发现虽然细胞外囊泡样品中囊泡数量和形态没有明显变化，但即使是储存在-20或-80摄氏度情况下的细胞外囊泡也存在磷酯酰丝氨酸外翻明显增多的情况；但他们同时也发现，尿液来源的细胞外囊泡并没有这些变化。Kalra等人分离了来自结直肠癌细胞的细胞外囊泡，不同条件保存一定时间后进行PKH67染色跟踪细胞外囊泡的摄取，分析发现这些囊泡依旧可以被细胞摄取。就目前的情况，学者们并未就储存条件对细胞外囊泡是否有影响达成共识。因此建议大家实验时分离细胞外囊泡后尽快用于实验，尽量减少储存过程。

细胞外囊泡的鉴定及实验要求

根据国际细胞外囊泡协会于2014年发表的一个指导手册（MISEV），鉴定外泌体首先需要通过WB来鉴定细胞外囊泡的标志蛋白是否存在于样品中，通过电子显微镜来观察样品中细胞外囊泡的形态特征，通过NTA等手段来分析样品中细胞外囊泡的群体特征（粒子浓度、直径分布等）。

今天就先介绍到这里。细胞外囊泡领域作为生物学研究中的一个新兴领域越来越受到学者和生物公司的关注，也有越来越多的研究报道出现。但是我们也要清楚的认识到该领域的研究技术依旧不完善，对细胞外囊泡的认识依旧不充分，细胞外囊泡研究依旧处于一个起始阶段，要走的路还很长。

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