Annabel Shen, BS¹；Fyona Okundia, MD²；Stephen K. Tyring, MD, PhD¹,²
¹德克萨斯大学休斯顿健康科学中心麦戈文医学院皮肤病学系，休斯顿，德克萨斯州，美国
²休斯顿临床研究中心，休斯顿，德克萨斯州，美国
利益冲突：Annabel Shen、Fyona Okundia和Stephen Tyring声明不存在利益冲突。
资金来源：本文无资金来源。
摘要
外泌体是纳米级的细胞外囊泡，越来越多地被认识到是具有直接临床相关性的皮肤生物学调节因子。在皮肤病学中，它们影响角质形成细胞和成纤维细胞的增殖、色素沉着通路，以及特应性皮炎和皮肤型红斑狼疮等疾病中的免疫调节。外泌体在伤口愈合方面的证据最为充分，它们通过抑制促炎细胞因子（肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-6、基质金属蛋白酶-9），通过血管内皮生长因子信号传导增强血管生成，以及改善胶原沉积和疤痕质量来加速伤口闭合。早期研究还支持它们在再生皮肤护理中的作用，包括逆转光老化、改善弹性和刺激毛囊生长。尽管目前的使用仅限于未经美国食品药品监督管理局（FDA）批准的化妆品应用，但国际经验表明其在慢性伤口、炎症性皮肤病和色素沉着障碍方面具有治疗潜力。对外科医生而言，外泌体代表了一种新型生物平台，可能很快补充现有疗法，这凸显了持续进行的转化研究和监管明确性的重要性。
关键词：外泌体、细胞外囊泡、伤口愈合、色素沉着、黑色素细胞、再生
引言
外泌体是小型单膜细胞外囊泡，直径通常为30-200纳米。它们通过从质膜和内体区室出芽形成，并通过受体介导的内吞作用将脂质、蛋白质、核酸和糖缀合物等内部货物运输到受体细胞。最初被视为细胞废物，外泌体现在被认为是在调节免疫反应、组织修复、血管生成和跨多种器官系统的炎症中起作用的生物活性信使。
外泌体的使用在某些医学专业（如神经学和肿瘤学）中已有很好的表征，然而，外泌体在皮肤病学中的相关性相比之下仍探索不足。越来越多的证据表明，外泌体影响广泛的皮肤过程。这些包括刺激新生血管生成、逆转成纤维细胞衰老和角质形成细胞萎缩、调节氧化应激以及促进细胞外基质（ECM）合成。皮肤来源的外泌体不仅可能有助于局部组织稳态和修复，还可能对炎症性皮肤病、慢性伤口和光老化产生系统性信号影响。
新兴研究表明外泌体在特应性皮炎（AD）、银屑病和皮肤型红斑狼疮中具有潜在应用，外泌体可能调节免疫驱动的炎症。
尽管兴趣日益增长，但围绕外泌体使用的监管环境仍然不成熟。在美国，人源外泌体目前仅允许用于化妆品用途，且未获得FDA治疗适应症的批准。在英国和其他地区，法规限制使用植物源外泌体样纳米颗粒（PELNs）。虽然美国和欧洲的法规严格，但韩国、台湾和巴西等国家已采用更为温和的框架，支持临床开发同时仍在建立监管基础设施。缺乏标准化指南和批准途径凸显了继续研究和监管监督的必要性。
在本综述中，我们探讨了外泌体在皮肤病学中的生物学、功能作用和临床意义，强调它们在炎症、色素沉着、伤口愈合和再生皮肤护理中的潜在益处。我们还讨论了美学皮肤病学中的新兴应用以及临床转化的障碍。
外泌体在炎症性皮肤病中的作用
新兴研究强调了外泌体在慢性炎症性皮肤病（如银屑病、特应性皮炎和系统性自身免疫疾病）发病机制中的作用。
在银屑病中，角质形成细胞衍生的外泌体富含促炎微小RNA（如miR-21、miR-203），这些微小RNA激活树突状细胞和T细胞，放大白细胞介素（IL）-17和肿瘤坏死因子（TNF）-α驱动的通路。另一项研究也证实了这一发现，银屑病血清衍生的外泌体增加了促炎细胞因子和氧化应激相关因子Nox2和Nox4的表达。然而，同一研究还显示，脂肪来源的干细胞（ADSCs）的外泌体降低了这种炎症状态。
在特应性皮炎中，成纤维细胞衍生的外泌体在减轻炎症和恢复皮肤屏障方面显示出前景。一项研究确定了成纤维细胞衍生的外泌体浓度为1×10^4颗粒/ml，该浓度增加了通常在特应性皮炎中减少的蛋白质（如丝聚蛋白（FLG）、兜甲蛋白（LOR）、兜被蛋白（IVL）和透明质酸合成酶1（HAS1）），而不会损害细胞。脂肪来源的干细胞外泌体也被证明可以增加神经酰胺的产生，减少水分流失，并降低特应性皮炎中的炎症分子水平。通过皮下或静脉途径给药的间充质干细胞衍生外泌体的临床试验已显示出特应性皮炎的显著临床改善，且未报告不良事件。
外泌体失调也在系统性自身免疫疾病中被观察到。在系统性红斑狼疮（SLE）中，外泌体生物标志物如NEAT1、GAS5、S100A4、BPI、ApoE、miR-124和Hsa_circ_0000479正在被探索用于诊断和预后，特别是在狼疮性肾炎中。在硬皮病中，来自病变成纤维细胞的外泌体促进健康成纤维细胞中I型胶原和纤连蛋白的过度产生，导致纤维化重塑。脐带间充质干细胞（UCMSC）外泌体的临床前使用已被证明可以抑制成纤维细胞增殖并减少动物模型中的皮肤溃疡严重程度。
外泌体在色素沉着和黑色素细胞生物学中的作用
皮肤色素沉着取决于黑色素细胞和角质形成细胞之间精细调节的通信。紫外线（UV）辐射已被证明会触发角质形成细胞外泌体的释放并诱导色素沉着。紫外线辐射暴露后，黑色素细胞衍生的外泌体刺激角质形成细胞参与细胞间信号传导。黑色素细胞衍生的外泌体含有对黑素生成至关重要的酶，如酪氨酸酶和瞬时受体电位通道1（TRP-1），以及影响受体细胞中黑色素产生的色素相关微小RNA。这种外泌体信号轴的失调可能导致各种色素性疾病，如白癜风。
白癜风是一种自身免疫性脱色素疾病，外泌体已被认为参与表皮黑色素细胞的破坏。从白癜风患者中分离的外泌体被发现损害黑素生成，并减少黑素生成中酶的蛋白表达，如酪氨酸酶、酪氨酸酶相关蛋白-2和小眼症相关转录因子。这些效果被认为是由外泌体中的细胞毒性成分介导的，如抗黑色素细胞抗体或免疫调节损失。
相反，外泌体在白癜风中也具有治疗潜力。具体来说，它们可以作为递送微小RNA的载体，帮助调节免疫反应、氧化应激以及角质形成细胞和黑色素细胞的功能。这些微小RNA中的许多同时作用于多个通路，为黑色素细胞存活提供了多方面的方法。
外泌体在伤口愈合和皮肤再生中的作用
外泌体越来越多地被认为是皮肤再生的积极贡献者。在伤口愈合中，它们参与几乎所有阶段。
受伤后立即，中性粒细胞和巨噬细胞等免疫细胞会释放炎症介质；这被称为炎症阶段。在慢性伤口或糖尿病患者等情况下，这一阶段会被夸大和延长。在外泌体的炎症阶段，它们通过递送调节性微小RNA（如miR-181c和miR-146a）和抑制核因子-kB激活的蛋白质来抑制炎症信号通路。这减少了TNF-α和IL-6的分泌。同时，它们还促进巨噬细胞极化从促炎M1向促愈合M2表型的转变。
在增殖阶段，外泌体通过内皮细胞和成纤维细胞激活增强伤口尺寸缩小，包括血管内皮生长因子（VEGF）、成纤维细胞生长因子2（FGF2）以及miR-126和miR-210等因素。角质形成细胞衍生的外泌体进一步通过促进角质形成细胞迁移和存活来加速再上皮化。
在重塑阶段，外泌体通过改变基质金属蛋白酶与金属蛋白酶组织抑制剂的比例来促进有利的伤口愈合结果。从机制上讲，这是通过递送miR-21来激活PI3K/AKT细胞内信号通路，以增强成纤维细胞存活和胶原合成。它还下调转化生长因子（TGF）-βI以防止纤维化和瘢痕形成。
除了传统的伤口愈合外，外泌体还正在被研究其在美学皮肤再生中的作用。临床前和早期临床研究表明，局部或注射的外泌体制剂可改善皮肤质地、弹性、水合作用和色素沉着。在一项随机分脸研究中，脂肪来源的干细胞外泌体（ADSC-exos）在微针治疗前应用，与对照组相比，导致皱纹、色素沉着减少和弹性改善更大。使用胎盘MSC衍生外泌体（PMSC-exos）的额外试验表明，血管性、毛孔大小和肤色有所改善，且无不良事件。局部外泌体也被证明可以缩短点阵激光手术后的恢复时间。
在毛发修复中，来自真皮乳头细胞（DPCs）的外泌体在逆转与衰老相关的脱发方面显示出前景。这些囊泡激活Wnt/β-catenin信号传导，这是毛囊循环和再生的关键通路。来自各种来源的外泌体，包括DPCs、ADSCs和骨髓间充质干细胞，正在被探索用于促进毛囊生长和对抗微小化的能力，早期研究支持其在雄激素性脱发和与年龄相关的变薄中的使用。
外泌体在皮肤肿瘤学中的作用
外泌体越来越多地被认为是皮肤癌发展、进展和免疫调节的积极参与者。通过携带致癌蛋白、调节RNA和生长因子，肿瘤衍生的外泌体不仅影响局部肿瘤微环境，还影响远处组织。肿瘤衍生的外泌体促进免疫逃逸、血管生成、侵袭和治疗耐药性。
在黑色素瘤中，外泌体在塑造肿瘤的侵袭性行为中起着核心作用。它们通过改变远端淋巴和基质环境促进免疫抑制和促进转移前生态位形成。外泌体还在肿瘤细胞和成纤维细胞之间介导通信，增强上皮-间质转化和侵袭潜力。鉴于黑色素瘤的高死亡率和发病率上升，外泌体正在被积极研究作为非侵入性生物标志物，以支持早期检测、预后和治疗反应监测。循环黑色素瘤衍生的外泌体保留了其亲本细胞的分子特征，已被提议作为具有诊断和预测潜力的"液体活检"。虽然当前发现主要基于动物模型和体外系统，但正在进行努力在人类研究中定义黑色素瘤特异性外泌体特征。
在鳞状细胞癌中，来自突变角质形成细胞的外泌体已被与增强的细胞增殖、血管重塑和转录失调联系起来。这些囊泡似乎强化了肿瘤扩张，并可能通过释放白细胞介素、TGF-β和VEGF支持免疫逃避。基底细胞癌在外泌体研究中受到的关注相对较少，但据推测涉及类似的囊泡介导的局部免疫和基质反应调节。
在蕈样肉芽肿（最常见的皮肤T细胞淋巴瘤形式）中，外泌体正在被探索作为潜在的诊断和预后工具。值得注意的是，患者衍生的外泌体中miR-155和miR-1246等微小RNA过度表达。这表明外泌体在疾病活动中的作用，并有可能成为治疗靶点。
当前局限性和临床整合
基于外泌体的疗法虽然前景广阔，但仍面临几个显著挑战，阻碍了临床转化的进展。
一个主要问题是外泌体的异质性。缺乏标准化的分离和纯化协议使得难以分离外泌体。此外，生物流体中的其他成分，如脂蛋白和乳糜微粒，与外泌体的大小重叠，进一步使纯化过程复杂化。
此外，外泌体没有标准的剂量或治疗方式。外泌体本质上具有较短的半衰期。研究表明，静脉注射的外泌体在血液循环中的半衰期为2小时。静脉注射时，短半衰期是由于外泌体迅速被肝脏、肺和脾脏中的巨噬细胞隔离。对于口服给药，虽然简单方便，但受肠道微生物群和酶活性的影响。鼻内和吸入给药已被证明最有效。这种给药方式避免了外泌体的肠道和肝脏代谢，并且还可以穿过血脑屏障。然而，鼻内给药仍然依赖于呼吸模式和粘液纤毛清除。
此外，外泌体具有较差的Zeta电位。Zeta电位测量粒子胶体分散的稳定性。高Zeta电位表示稳定的胶体分散，因为粒子之间的强静电排斥防止它们聚集。相反，低Zeta电位意味着粒子稳定性较差，容易聚集。外泌体具有较差的Zeta电位，并且会在到达正确位置之前絮凝。这在不同的pH、温度和缓冲条件下会有所不同。
除了外泌体的基本特性外，实验研究中缺乏真正的"对照"外泌体使得测量治疗效果变得困难。这是由于缺乏与外泌体具有相似药代动力学特征的分子进行比较。
从临床角度看，外泌体仍被视为生物制品，需要严格的标准化协议。尽管国际细胞外囊泡学会（ISEV）提出了初步指南，但基于外泌体的疗法仍未被纳入实践。这可能是由于几个因素，其中之一是对外泌体储存的看法存在冲突。虽然-80°C通常被引用为长期储存，但一些研究表明4°C可能最适合短期保存。然而，许多临床设施可能没有可靠的-80°C冰箱，因此需要替代的储存策略。此外，运输过程中温度的波动是另一个令人担忧的原因。
总的来说，这些问题凸显了需要对外泌体的分离、纯化、剂量、储存和药理学特征进行标准化，以确保基于外泌体的疗法的有效性和安全性。
结论
外泌体越来越多地被认为是皮肤健康和疾病中的关键参与者，作为表皮、真皮和免疫区室之间的强效信使发挥作用。从调节色素沉着到促进伤口愈合以及参与炎症和恶性过程，外泌体反映了皮肤的动态细胞环境。
对于皮肤科医生来说，这些囊泡代表着作为疾病活动生物标志物和潜在治疗剂本身的有希望的前沿。随着研究的扩展，整合基于外泌体的诊断和干预可能会重塑我们理解和管理多种皮肤病的方式。
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