Exosome
什麼是外泌體(Exosome)?
外泌體 (Exosome) 是細胞分泌的一種微囊泡，直徑約在30-150奈米之間，內含各種生物活性分子，如蛋白質、脂質、RNA（包括microRNA）等。外泌體的主要功能包括細胞間的訊息分子傳遞、調節免疫反應、啟動並參與組織修復等。
- 外泌體的特性：
- 大小和形狀：外泌體通常呈圓形或椭圓形，大小在30-150奈米之間。
- 來源：外泌體可以由幾乎所有類型的細胞分泌，並存在於多種生物體液中，如血液、尿液、乳汁和唾液等。
- 組成：外泌體外膜與細胞膜主成分相同，表面有四跨膜標記蛋白分子，內部含有蛋白質、脂質、核酸等，這些成分反映了其來源細胞的特徵。
- 臍帶華通氏間質幹細胞來源的外泌體：
臍帶華通氏膠是一種富含間質幹細胞的組織，這些幹細胞具有較強的增殖和分化潛力。由臍帶華通氏間質幹細胞（hUC-MSC）分泌的外泌體在組織修復、免疫調節和抗炎等方面表現出獨特的優勢。
- 與其他來源外泌體的差異：
- 免疫原性較低：hUC-MSC外泌體的免疫原性較低，因此在治療上應用的安全性較高。
- 再生潛力強：hUC-MSC外泌體富含促進組織修復和再生的因子，如各種生長因子和microRNA，這使它們在創傷修復、抗衰老和治療退行性疾病方面具有優勢。
- 抗炎和免疫調節作用：hUC-MSC外泌體具有強大的抗炎和免疫調節作用，這與其高含量的抗炎性細胞因子和調控免疫系統的分子有關。
- 相對穩定：相比於其他來源的幹細胞外泌體，hUC-MSC外泌體在體外培養條件下相對穩定，這對於外泌體的製備和保存具有實際意義。
- 外泌體與其他胞外體的差異?
外泌體是胞外體（Extracellular Vesicles, EVs）的一種類型。胞外體是一類由細胞分泌到細胞外的囊泡，它們在細胞間通信、廢物排出和細胞微環境調節中起著重要作用。胞外體主要分為三種類型：外泌體、微囊泡（Microvesicles）和凋亡小體（Apoptotic Bodies）。這些不同類型的胞外體在起源、大小、組成和功能上有所不同。
- 外泌體 (Exosomes)：
- 大小：直徑約在30-150奈米之間。
- 來源：來自細胞內的多囊泡體（Multivesicular Bodies, MVBs），通過胞吐作用釋放到細胞外。
- 組成：含有蛋白質、脂質、核酸（如microRNA和mRNA）等，組成反映了其來源細胞的特徵。
- 功能：主要用於細胞間的信號傳遞、免疫調節、廢物排出等。
- 微囊泡 (Microvesicles)：
- 大小：直徑通常在100-1000奈米之間。
- 來源：直接由細胞膜向外出芽形成，而不是來自多囊泡體。
- 組成：含有來自細胞膜的蛋白質和脂質，以及細胞質內的核酸和其他分子。
- 功能：與外泌體相似，微囊泡也參與細胞間通信、血管生成、免疫調節等過程，但其形成機制和具體功能不同。
- 凋亡小體 (Apoptotic Bodies)：
- 大小：直徑約在500-2000奈米之間，體積最大。
- 來源：由正在凋亡的細胞產生，是細胞死亡過程中的產物。
- 組成：含有細胞質、細胞器、細胞核片段等，組成較為複雜且多樣。
- 功能：主要用於清除死亡細胞及其殘留物，通常被巨噬細胞或其他免疫細胞吞噬，從而防止炎症反應。
Ref: Adv Sci (Weinh). 2022 May; 9(15): 2103222.
外泌體應用
外泌體在臨床應用中的潛力正在逐步顯現，特別是在作為生物標誌物、無細胞療法（如外泌體療法）、藥物傳遞系統及癌症疫苗等方面。在臨床試驗中，外泌體被廣泛研究用於多種疾病的治療，這些外泌體來源於植物細胞、間充質細胞、T細胞以及樹突狀細胞。
- 生物標誌物(Bio-Marker)
外泌體作為生物標誌物的應用是基於其內容物的特異性。例如，癌症患者血液中的外泌體可能含有獨特的蛋白質或RNA序列，這些特徵可以用來早期診斷疾病或監測治療效果。通過液體活檢（例如血液檢查），醫生可以在不進行侵入性手術的情況下，獲取患者體內的病理訊息。
- 無細胞製劑（外泌體製劑）
外泌體製劑代表了一種新型的無細胞治療方法。與細胞療法相比，外泌體具有更高的安全性和穩定性，因為它們不會引起免疫排斥反應，也不會像細胞那樣有潛在的輸注毒性或形成腫瘤的風險。來自間充質幹細胞的外泌體已被應用於治療創傷、骨科退化性疾病、神經退化性疾病、炎症、心血管疾病以及自體免疫疾病，它們能夠促進組織修復、減少炎症反應並改善患者的臨床症狀。
- 藥物傳遞系統
外泌體作為藥物傳遞系統的應用前景廣闊。它們能夠攜帶多種治療性分子，如小分子藥物、蛋白質、siRNA和miRNA，並且能夠精確靶向特定細胞。在直接方法中，治療性分子被直接裝載到外泌體內；而在間接方法中，則是通過基因工程或與治療性分子共培養來產生攜帶特定分子的人工外泌體。這種技術的應用使得藥物能夠更有效地到達病灶，降低副作用並提高治療效果。
- 癌症疫苗
外泌體還被用於開發癌症疫苗，這些疫苗旨在誘導患者體內的免疫系統識別並攻擊腫瘤細胞。臨床試驗顯示樹突狀細胞衍生的外泌體能攜帶腫瘤抗原，活化 T細胞來針對腫瘤進行免疫攻擊。這為癌症治療開闢了新的途徑，特別是在個人化精準醫療領域，癌症疫苗有望成為一種有效的治療選擇。
這些應用顯示，外泌體不僅可作為診斷工具，還可能發展成多種疾病的治療方式，特別是在個人化精準醫療領域中具有巨大的應用潛力。隨著技術的進步和研究的深入，外泌體的臨床應用前景將更加廣闊。
Ref: Rezaie et al. Cell Communication and Signaling (2022) 20:145
DREAM-EXO專利電穿孔技術
微流體電穿孔技術（Microfluidic Electroporation） 是次世代改良版基因轉殖技術。利用內含微機電 (micro-electromechanical system) 過濾器及細胞固定板的特殊高效微流體電穿孔裝置，改良傳統電穿孔裝置不同細胞液面承受瞬間電場及熱能不同的缺點，提高基因轉殖成功率及細胞存活率。
微流道系統通過微流控芯片精確地控制液體流動，通過低電壓脈衝創造出高效的電場環境。當幹細胞通過這個微流道系統時，精確的電場環境使細胞膜產生瞬時的孔洞，從而將特定功能的基因片段成功引入幹細胞內部。這些基因片段在細胞內部表達後，會影響細胞的功能，進而影響產生的外泌體的特性和功能。根據殖入的特定基因片段，幹細胞能夠在培養過程中分泌具有特定功能的外泌體。
