《Tissue and Cell》：Mechanistic Reprogramming by Stem Cell–Derived Extracellular Vesicles: From Cargo Sorting to Tissue Regeneration
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Muhammad Faizan Khan | Hina Wajid | Sumreen Begum信德泌尿与移植研究所（SIUT）免疫学系，卡拉奇-74200，巴基斯坦摘要干细胞衍生的细胞外囊泡（EVs），包括外泌体和微囊泡，由于能够转移调节细胞间通信和细胞稳态的蛋白质、脂质和核
Muhammad Faizan Khan | Hina Wajid | Sumreen Begum
信德泌尿与移植研究所（SIUT）免疫学系，卡拉奇-74200，巴基斯坦
摘要
干细胞衍生的细胞外囊泡（EVs），包括外泌体和微囊泡，由于能够转移调节细胞间通信和细胞稳态的蛋白质、脂质和核酸，已成为再生医学中有效的生物活性介质。本文全面而深入地概述了干细胞衍生的EVs，涵盖了其分类、生物发生途径、分离策略和表征方法。本文评估了包括超速离心、尺寸排阻色谱和免疫亲和捕获在内的主要EV分离技术的效率、纯度和转化应用潜力。同时，还讨论了纳米粒子追踪分析（NTA）、电子显微镜（EM）和质谱等先进的表征方法在确定EVs尺寸分布、形态和分子载荷方面的作用。越来越多的证据表明，干细胞衍生的EVs在多种再生应用中具有巨大的治疗潜力，包括伤口愈合、心血管修复、骨骼再生以及神经系统和代谢性疾病的治疗。重要的是，它们较低的免疫原性、较高的安全性和最小的肿瘤发生风险，使其成为传统基于干细胞疗法的有吸引力的替代方案。总体而言，本文综合了EV生物学和技术的最新进展，强调了干细胞衍生的EVs作为下一代无细胞治疗平台的潜力。
引言
细胞外囊泡（EVs）是由细胞释放到细胞外环境中的膜结合纳米颗粒，几乎存在于所有人体液体中。它们包含异质性的亚群，包括外泌体、微囊泡、ectosomes和凋亡小体，这些亚群在大小、生物发生、分子组成和生物学功能上存在差异（Raposo和Stoorvogel, 2013）。EVs已成为细胞间通信的关键介质，并调节不同生物系统中的RNA传输（Tang等人，2024；Veziroglu和Mias, 2020）。通过转移蛋白质、脂质和核酸等生物活性物质，EVs促进了复杂的信号网络，这些信号网络在生理和病理情况下都影响着基因表达和细胞行为。
除了囊泡结构外，EVs还与非囊泡纳米颗粒共存，包括脂蛋白和RNA结合蛋白复合物，这些成分进一步促进了细胞间通信和信号调节。将EVs视为活跃的生物实体，显著扩展了经典的细胞间通信范式，强调了它们在局部和系统水平上协调细胞反应的作用。重要的是，EVs既由存活的细胞也由死亡的细胞释放，这表明它们参与了组织稳态、免疫调节和疾病进展。在EV亚型中，外泌体因其明确的内体起源和运输功能性生物分子的能力而受到特别关注。外泌体来源于多囊泡内体，并由多种细胞类型分泌，包括免疫细胞、神经元和上皮细胞。它们在血液、尿液、唾液和母乳等生物液体中的检测表明了其普遍存在性和诊断潜力（Raposo和Stoorvogel, 2013）。
近年来，干细胞衍生的EVs已成为再生医学中充满希望的工具。尽管基于干细胞的疗法具有显著的再生潜力，但其临床转化往往受到生物安全问题的限制，包括免疫排斥和不受控制的增殖风险。相比之下，干细胞衍生的EVs保留了其母细胞的许多治疗特性，同时提供了一种更安全、无细胞的替代方案。这些囊泡能够传递调节炎症、细胞凋亡、血管生成和组织重塑的分子，使其成为下一代再生疗法的有吸引力的候选者。最近的研究进一步扩展了人们对EV异质性、货物分选及其在疾病调节和再生医学中新兴作用的理解（Tang等人，2024；Veziroglu和Mias, 2020；Zou等人，2025a；Wang等人，2025a）。
章节摘录
细胞外囊泡的分类和生物发生
根据不同的生物发生途径，EVs主要分为两大类：外泌体和微囊泡。表1展示了EV的分类，包括它们的亚型、尺寸范围、主要生物发生机制和具有关键生物功能的标记物。
细胞衍生细胞外囊泡的分离技术
EV研究中的一大挑战是可靠且可重复地分离出高纯度和结构完整的EVs。已经开发了许多分离策略，每种策略根据样本类型、下游应用和所需的纯度具有不同的优势和局限性。最近的方法创新显著提高了EV的纯度、可扩展性和重复性，促进了它们的转化应用（Zou等人，2025；Wang等人，2025a；Zhang等人）
细胞衍生细胞外囊泡的表征技术
采用多种分析技术来表征EV的大小、浓度、形态、表面标记物和分子载荷。由于没有一种方法能够全面定义EV的所有特性，通常需要结合多种互补的方法。表3展示了EV表征的主要技术及其各自的优缺点。
干细胞衍生细胞外囊泡的功能和治疗作用
干细胞衍生的EVs，包括外泌体和微囊泡，在组织再生和修复中起着关键作用。通过转移蛋白质、脂质和调节性非编码RNA（如miRNAs和lncRNAs）等生物活性分子，EVs调节关键的细胞过程，包括分化、免疫调节、细胞存活、血管生成和组织重塑。近期临床前和早期转化研究的证据进一步支持了干细胞衍生EVs的治疗潜力
治疗安全性、临床转化和监管考虑
与传统的基于干细胞的疗法相比，干细胞衍生的EVs因其良好的安全特性、低免疫原性和最小的肿瘤发生风险而越来越受到认可。与活细胞不同，EVs不具备增殖能力，从而消除了与细胞生长失控、异位组织形成或恶性转化相关的风险（Park等人，2026a；Bhat等人，2024a；Arun等人，2025b）。
结论
干细胞衍生的EVs是一类强大的无细胞治疗剂，在再生医学中能够再现其母细胞的许多再生功能，同时避免了相关的安全问题。通过在细胞间通信、免疫调节、组织再生以及保护细胞免受凋亡和氧化应激方面的作用，EVs展示了广泛的治疗潜力。尽管存在与EV异质性、分离和表征相关的挑战
CRediT作者贡献声明
Sumreen Begum：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原初草稿，验证，监督，项目管理，研究，可视化。Hina Wajid：撰写 – 原初草稿，可视化，软件使用，研究，验证，撰写 – 审稿与编辑。Muhammad Faizan Khan：撰写 – 原初草稿，方法学设计，研究，概念构思。
