引用本文： 李晓, 刘玲英, 柴家科. MSCs来源exosomes促进组织损伤修复的研究进展. 中国修复重建外科杂志, 2015, 29(2): 234-238. doi: 10.7507/1002-1892.20150049 复制
MSCs由于来源广泛、获取便利、扩增迅速而被广泛应用于多种疾病的治疗，既往研究者认为MSCs移植后的分化修复潜能对损伤组织具有关键作用，但近来研究显示其旁分泌的多种营养因子也发挥了关键作用[1]。Exosomes，又称外泌体，是MSCs旁分泌物质中一类具有生物学活性的小囊泡，目前多项体内外实验证实其通过在细胞间传递生物活性信息，发挥了抑制凋亡、刺激增殖、促进血管化并调节免疫反应等功能[2]。现对有关MSCs来源exosomes（MSCs-exosomes）在组织损伤修复中的研究进展作一综述。
1 MSCs治疗现状
以往研究认为MSCs移植后可迁移至患处，分化再生成原有组织，从而发挥修复损伤的作用[3]。近来大量文献报道，MSCs培养上清中含有多种营养因子可抑制细胞凋亡，促进增殖，获得与MSCs移植相似的疗效，提示MSCs修复损伤的疗效并不完全依赖于移植后分化，可能更多来自于其旁分泌的营养物质[4]。截至2010年世界范围内关于MSCs的101项临床试验中，有65项着眼于其旁分泌的生物活性因子，仅有36项基于其分化再生潜能。这种研究方向的转变，使得MSCs由一项以细胞为基础的移植、再生、替代治疗转变为以生物学为基础的分泌、旁分泌生物因子治疗[5]。
与使用活体大细胞治疗相比，生物学治疗在临床应用上具有诸多优势。其一，完整的活细胞体积较大，会增加末梢微血管阻塞风险。有研究显示动脉注射MSCs后导致大鼠出现肺栓塞，死亡率达25%～40%[6]。其二，MSCs可能在损伤修复完成后仍保持较强的生物学活性，从而导致肿瘤形成。其三，MSCs强大的分化潜能可能产生不适合患处修复的细胞，例如心肌梗死经MSCs移植后成骨化和钙化发生率显著增高（51.2%）[7]。
2 Exosomes来源与作用
MSCs可旁分泌多种生物活性因子，如可溶性趋化因子、细胞因子、生长因子等，还包含一种纳米级的小囊泡exosomes。Exosomes是一种由细胞内多胞体与胞膜融合后释放到细胞外环境的膜性脂质小囊泡，直径40～100 nm，其内载有功能性蛋白质、mRNA及microRNA（miRNA）等物质，在细胞间的信息传递过程中发挥重要作用[8-9]。人体内大多数细胞可分泌exosomes，不同来源exosomes内所载物质与其来源细胞的细胞表型和功能有关，相同细胞不同状态时分泌的exosomes功能也会随之发生变化[10]。Ex osomes传递至靶细胞的作用途径较多样，其可直接结合到靶细胞表面，也可作为靶细胞表面受体的配体间接介导细胞间相互作用，还可通过内分泌或旁分泌方式作用于较远处的靶细胞[11]。Ex osomes在靶细胞内的作用方式亦较复杂，exosomes内载有的mRNA可在靶细胞内翻译出相应蛋白质，miRNA可通过降解靶细胞内mRNA或抑制mRNA翻译来调控目的蛋白的表达，而小干扰RNA则可直接敲除靶细胞中的目标基因发挥基因沉默作用[12]。
Exosomes具有选择性加载并在细胞间转移各种生物活性物质的特性，使其作为一种旁分泌介质在MSCs及受损细胞间传递信息，由于信息交换是双向的，受损细胞释放的exosomes可以重调MSCs，使其获得受损细胞特异性表型，而MSCs释放的exosomes则可使损伤后残存细胞周期重置和组织自我更新去分化，从而促进受损细胞修复[13]。有研究者[14]将BMSCs与受损的肺上皮细胞共培养，发现受损肺细胞释放的exosomes中含有大量肺上皮细胞特异性mRNA，将这些信息传递至BMSCs后其表面可表达肺特异性基因和蛋白，因此，受损组织释放exosomes介导的信息传递不仅能重塑MSCs细胞表型，还能影响其功能。
目前发现exosomes主要通过参与以下3种生物化学反应在组织修复中发挥作用。其一，ex osomes通过糖酵解增强细胞三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）产生。MSCs-exosomes除了载有参与糖酵解所需的5种ATP酶，还含有1种强有效的磷酸果糖激酶变构激活剂--PFKFB3，PFKFB3能催化糖酵解，这5种ATP酶及PFKFB3均可增加高代谢细胞的糖分解率[15]。将MSCs-exosomes加入寡霉素处理的H9C2细胞后 15 min，ATP水平上升75.5%±28.8%，30 min后上升55.8%±16.5%，由于寡霉素可抑制细胞自身线粒体ATP酶，因此增加的ATP含量可体现MSCs-exosomes引起的糖酵解能力[16]。由于糖酵解反应是生长与修复过程中合成生物因子的重要环节，提示MSCs-exosomes可能通过增加受损细胞的需氧糖酵解，增加合成代谢活性，减少损伤，促进受损细胞修复。其二，exosomes通过CD73磷酸化ERK和AKT。Ras/Raf/MEK/ERK（MAPK）和PTEN/PI3K/AKT/mTOR是目前已知最重要的调节增殖和凋亡的信号通路，这两条通路的活化是组织修复和改善组织损伤（如烧伤、上皮损伤、心肌梗死）的关键[17]。经鉴定发现CD73存在于MSCs-exosomes中，将MSCs-exosomes加入无血清H9C2心肌细胞中可引起ERK1/2和AKT磷酸化，从而活化抗凋亡信号通路[18]。其三，exosomes能抑制补体系统。补体活化能招募白细胞和肥大细胞，增加血管渗透性及炎性反应，其中膜攻击复合物堆积于细胞表面形成跨膜通道可引起细胞溶解。CD59是一种广泛分布的GPI锚定膜蛋白，存在于MSCs-exosomes，有实验发现补体介导的羊红细胞裂解可被MSCs-exosomes通过CD59依赖途径所抑制，从而减轻炎性反应[19]。
3 MSCs-exosomes在不同组织损伤中的修复作用
3.1 肾损伤
最早关于MSCs-exosomes的疗效研究始于肾损伤，研究发现MSCs是依靠短暂募集肾血管化从而恢复受损肾单元，而并非直接分化形成肾小管，说明MSCs旁分泌因子能够被上皮细胞利用，直接发挥修复作用[20]。随着对exosomes了解的深入，Bruno等[21]发现在体外，MSCs-exosomes可刺激肾小管上皮细胞增殖、抵抗凋亡；在体内，甘油导致的急性肾损伤SCID小鼠经MSCs-exosomes治疗后可加速形态和功能的修复，且其修复程度与MSCs移植治疗相似。在顺铂诱导的急性肾损伤小鼠模型中，单次注射MSCs-exosomes可提高小鼠生存率，但不能预防慢性肾损伤，而多次注射后不仅能提高小鼠生存率，还能预防慢性肾损伤[22]。在体外实验中，研究者发现这种保护作用是通过抑制细胞凋亡蛋白酶Caspase-1、8，并上调抗凋亡基因Bcl-xL 和Bcl2实现。该研究组进一步研究发现，在肾脏缺血再灌注损伤后立即单次给予MSCs-exosomes治疗，可有效保护急性肾损伤，还可预防远期慢性肾损伤[23]。研究者还观察到在缺血再灌注损伤大鼠体内，exosomes注射入体内后暂时位于肾小球和中央肾小管处；与之相反的是，正常大鼠注射exosomes后则很快被肝脏捕获，肾脏中并无沉积，说明MSCs-exosomes对损伤组织可能存在靶向趋化性。He等[24]发现MSCs-exosomes对残余肾也有保护作用，对肾脏切除了5/6的小鼠给予单次MSCs-exosomes注射后即可减轻肾损伤，保护残余肾功能，预防肾脏纤维化。Reis等[25]发现BMSCs培养上清液或MSCs-exosomes均可将急性肾损伤减至最小，但将两者经RNA酶处理后该保护作用消失。因此，目前研究者普遍认为MSCs-exosomes无论在体内还是体外，都是通过传递功能性的mRNA发挥保护作用。
3.2 心肌损伤
既往发现MSCs移植后有助于减轻急性心肌梗死范围，提高左心室射血分数，增加毛细血管密度和心肌灌注[26]。研究者们[27-28]将MSCs培养上清液经25倍浓缩后注射入猪心肌缺血再灌注损伤模型中，能缩小心肌梗死面积并有效保护心脏功能；随后他们将MSCs培养上清液按直径大小分级过滤后，通过静脉或冠状动脉分别注射入小鼠心肌缺血再灌注模型内，发现仅有相对分子质量＞100万且直径在50～100 nm的复合物发挥了疗效，而其他大小的微粒并无保护作用，该复合物即MSCs-exosomes。目前对于MSCs-exosomes对心肌缺血再灌注发挥保护效应的具体机制还不清楚，MSCs-exosomes介导的损伤保护是否类似MSCs移植后作用，即依赖于释放的趋化因子或生长因子，或是否也能像修复肾损伤一样向受损心肌细胞直接转移mRNA或miRNA从而发挥保护作用，仍需进一步研究论证。但应注意MSCs-exosomes能模仿MSCs细胞表型，并对心肌梗死动物模型起到保护作用。因此，通过MSCs-exosomes调控血管生成和促进损伤细胞修复有望成为组织损伤修复的治疗新策略。
3.3 脑损伤
有报道显示在脑卒中大鼠模型中，经静脉给予MSCs-exosomes后，可通过分泌神经保护因子和血管生成因子对损伤脑组织发挥保护作用[29]。有文献显示miR-133b特异性表达于中脑多巴胺神经元中，能调节酪氨酸羟化酶的产生和多巴胺的运输[30]。Xin等[31]发现中脑动脉阻塞小鼠模型经MSCs治疗后同侧半球内miR-133b水平升高，且miR-133b及后续NGF的升高均依赖于MSCs-exosomes中miR-133b向神经元或星形胶质细胞的释放。由此看来，除了神经保护因子和血管生成因子等营养成分外，MSCs-exosomes中载有的miRNA在脑损伤疾病中也能发挥保护作用。随后该研究组将MSCs加入血管阻塞的中脑组织后，其分泌的exosomes中miR-133b含量显著升高，提示MSCs可能通过升高治疗性exosomes水平来应对损伤刺激[32]。近来还有研究者发现MSCs-exosomes可能改善阿尔茨海默病，该病最重要的神经病理改变之一是β淀粉样蛋白产生和降解失衡导致其在大脑中异常蓄积，值得关注的是，脂肪MSCs-exosomes有助于β淀粉样蛋白的清除，但骨髓MSCs-exosomes可能无此效果，是否不同来源MSCs具有不同疗效则有待进一步深入探讨[33]。
4 展望
目前研究者对于MSCs-exosomes的临床应用策略已有较完整的设想，即首先从患者本身或同种异体的供体获得大量MSCs；其次扩增MSCs以获取足量exosomes，同时可对MSCs进行选择性干预或基因处理，选择特异性转运的exosomes以提高靶向性；接下来从MSCs条件培养基中提取exosomes，在这一步可修饰exosomes携带的各种RNA或向exosomes内加载药物以增强其疗效；最后将MSCs-exosomes通过最佳给药途径给予患者[34-35]。
增强对MSCs-exosomes生物学特性的了解，将有助于未来更好地探讨其在临床应用中的潜能，MSCs在促进损伤组织修复中发挥的巨大疗效提示MSCs-exosomes可能会有更广阔的应用前景。蛋白、mRNA及miRNA的微阵列分析可为exosomes的详细组分提供更多有效信息，有助于进一步探索MSCs-exosomes的治疗潜力。尽管在动物模型中发现MSCs-exosomes具有一定效果，但该研究仍处于初期阶段，关于exosomes治疗策略的制定仍需大量研究探索[36]。首先，进一步揭示exosomes生物学机制。目前有研究发现调节部分细胞内蛋白的基因表达或微环境pH值可增加MSCs-exosomes的含量，但应注意的是，在提高MSCs-exosomes产量的同时，还应维持正常的MSCs细胞表型，以避免影响exosomes疗效[37]。其次，MSCs-exosomes运输至靶细胞或靶器官的路径。研究者大多认为可通过修饰exosomes表面蛋白用以契合靶细胞表面的特异性受体。Alvarez-Erviti等[38]发现exosomes中的mRNA通过不同转运方式到达肌细胞和神经细胞，是否不同类型靶细胞具有不同的运输机制也需考虑。此外，加强对exosomes摄取机制的了解也有助于提高exosomes运输效果。有研究发现[13] exosomes可被免疫细胞通过吞噬作用所摄取，但非免疫细胞对exosome摄取的机制目前仍不清楚。第三，提高MSCs-exosomes疗效。一种方式是通过修饰来源MSCs过表达目的基因，从而增加exosomes内特异性蛋白质、mRNA或miRNA的含量；而另一种方式则是基于MSCs受到外界环境刺激后可产生不同应答改变细胞表型，从而分泌特异性exosomes的特性，例如将MSCs暴露于炎性因子刺激下，可能提高exosomes中抗炎因子的含量[39]。未来，选择疾病相关的特异性预刺激干扰MSCs后，可能获得有效的exosomes加载物有助于疾病的特异性治疗；同时，对损伤机制的深入综合了解将有助于适当刺激物的选择[39]。第四，延长exosomes半衰期。尽管exosomes在体内具有较好的相容性，但当exosomes含有外源性修饰后，可能会被单核细胞系统吞噬，如何避免修饰后的exosomes被误吞噬仍需进一步研究[40]。
综上述，在组织损伤修复治疗中，MSCs-exosomes通过在细胞间传递功能性蛋白、RNA和miRNA，不仅可获得与MSCs移植类似的疗效，还避免了干细胞治疗带来的风险，为临床患者提供了治疗新策略。但值得重视的是，尽管目前越来越多研究报道了MSCs-exosomes治疗的有效性，但对该领域的探索仍处于初始阶段。因此未来研究不仅应关注MSCs-exosomes新的治疗潜力，还应重视其临床应用的安全性。
MSCs由于来源广泛、获取便利、扩增迅速而被广泛应用于多种疾病的治疗，既往研究者认为MSCs移植后的分化修复潜能对损伤组织具有关键作用，但近来研究显示其旁分泌的多种营养因子也发挥了关键作用[1]。Exosomes，又称外泌体，是MSCs旁分泌物质中一类具有生物学活性的小囊泡，目前多项体内外实验证实其通过在细胞间传递生物活性信息，发挥了抑制凋亡、刺激增殖、促进血管化并调节免疫反应等功能[2]。现对有关MSCs来源exosomes（MSCs-exosomes）在组织损伤修复中的研究进展作一综述。
1 MSCs治疗现状
以往研究认为MSCs移植后可迁移至患处，分化再生成原有组织，从而发挥修复损伤的作用[3]。近来大量文献报道，MSCs培养上清中含有多种营养因子可抑制细胞凋亡，促进增殖，获得与MSCs移植相似的疗效，提示MSCs修复损伤的疗效并不完全依赖于移植后分化，可能更多来自于其旁分泌的营养物质[4]。截至2010年世界范围内关于MSCs的101项临床试验中，有65项着眼于其旁分泌的生物活性因子，仅有36项基于其分化再生潜能。这种研究方向的转变，使得MSCs由一项以细胞为基础的移植、再生、替代治疗转变为以生物学为基础的分泌、旁分泌生物因子治疗[5]。
与使用活体大细胞治疗相比，生物学治疗在临床应用上具有诸多优势。其一，完整的活细胞体积较大，会增加末梢微血管阻塞风险。有研究显示动脉注射MSCs后导致大鼠出现肺栓塞，死亡率达25%～40%[6]。其二，MSCs可能在损伤修复完成后仍保持较强的生物学活性，从而导致肿瘤形成。其三，MSCs强大的分化潜能可能产生不适合患处修复的细胞，例如心肌梗死经MSCs移植后成骨化和钙化发生率显著增高（51.2%）[7]。
2 Exosomes来源与作用
MSCs可旁分泌多种生物活性因子，如可溶性趋化因子、细胞因子、生长因子等，还包含一种纳米级的小囊泡exosomes。Exosomes是一种由细胞内多胞体与胞膜融合后释放到细胞外环境的膜性脂质小囊泡，直径40～100 nm，其内载有功能性蛋白质、mRNA及microRNA（miRNA）等物质，在细胞间的信息传递过程中发挥重要作用[8-9]。人体内大多数细胞可分泌exosomes，不同来源exosomes内所载物质与其来源细胞的细胞表型和功能有关，相同细胞不同状态时分泌的exosomes功能也会随之发生变化[10]。Ex osomes传递至靶细胞的作用途径较多样，其可直接结合到靶细胞表面，也可作为靶细胞表面受体的配体间接介导细胞间相互作用，还可通过内分泌或旁分泌方式作用于较远处的靶细胞[11]。Ex osomes在靶细胞内的作用方式亦较复杂，exosomes内载有的mRNA可在靶细胞内翻译出相应蛋白质，miRNA可通过降解靶细胞内mRNA或抑制mRNA翻译来调控目的蛋白的表达，而小干扰RNA则可直接敲除靶细胞中的目标基因发挥基因沉默作用[12]。
Exosomes具有选择性加载并在细胞间转移各种生物活性物质的特性，使其作为一种旁分泌介质在MSCs及受损细胞间传递信息，由于信息交换是双向的，受损细胞释放的exosomes可以重调MSCs，使其获得受损细胞特异性表型，而MSCs释放的exosomes则可使损伤后残存细胞周期重置和组织自我更新去分化，从而促进受损细胞修复[13]。有研究者[14]将BMSCs与受损的肺上皮细胞共培养，发现受损肺细胞释放的exosomes中含有大量肺上皮细胞特异性mRNA，将这些信息传递至BMSCs后其表面可表达肺特异性基因和蛋白，因此，受损组织释放exosomes介导的信息传递不仅能重塑MSCs细胞表型，还能影响其功能。
目前发现exosomes主要通过参与以下3种生物化学反应在组织修复中发挥作用。其一，ex osomes通过糖酵解增强细胞三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）产生。MSCs-exosomes除了载有参与糖酵解所需的5种ATP酶，还含有1种强有效的磷酸果糖激酶变构激活剂--PFKFB3，PFKFB3能催化糖酵解，这5种ATP酶及PFKFB3均可增加高代谢细胞的糖分解率[15]。将MSCs-exosomes加入寡霉素处理的H9C2细胞后 15 min，ATP水平上升75.5%±28.8%，30 min后上升55.8%±16.5%，由于寡霉素可抑制细胞自身线粒体ATP酶，因此增加的ATP含量可体现MSCs-exosomes引起的糖酵解能力[16]。由于糖酵解反应是生长与修复过程中合成生物因子的重要环节，提示MSCs-exosomes可能通过增加受损细胞的需氧糖酵解，增加合成代谢活性，减少损伤，促进受损细胞修复。其二，exosomes通过CD73磷酸化ERK和AKT。Ras/Raf/MEK/ERK（MAPK）和PTEN/PI3K/AKT/mTOR是目前已知最重要的调节增殖和凋亡的信号通路，这两条通路的活化是组织修复和改善组织损伤（如烧伤、上皮损伤、心肌梗死）的关键[17]。经鉴定发现CD73存在于MSCs-exosomes中，将MSCs-exosomes加入无血清H9C2心肌细胞中可引起ERK1/2和AKT磷酸化，从而活化抗凋亡信号通路[18]。其三，exosomes能抑制补体系统。补体活化能招募白细胞和肥大细胞，增加血管渗透性及炎性反应，其中膜攻击复合物堆积于细胞表面形成跨膜通道可引起细胞溶解。CD59是一种广泛分布的GPI锚定膜蛋白，存在于MSCs-exosomes，有实验发现补体介导的羊红细胞裂解可被MSCs-exosomes通过CD59依赖途径所抑制，从而减轻炎性反应[19]。
3 MSCs-exosomes在不同组织损伤中的修复作用
3.1 肾损伤
最早关于MSCs-exosomes的疗效研究始于肾损伤，研究发现MSCs是依靠短暂募集肾血管化从而恢复受损肾单元，而并非直接分化形成肾小管，说明MSCs旁分泌因子能够被上皮细胞利用，直接发挥修复作用[20]。随着对exosomes了解的深入，Bruno等[21]发现在体外，MSCs-exosomes可刺激肾小管上皮细胞增殖、抵抗凋亡；在体内，甘油导致的急性肾损伤SCID小鼠经MSCs-exosomes治疗后可加速形态和功能的修复，且其修复程度与MSCs移植治疗相似。在顺铂诱导的急性肾损伤小鼠模型中，单次注射MSCs-exosomes可提高小鼠生存率，但不能预防慢性肾损伤，而多次注射后不仅能提高小鼠生存率，还能预防慢性肾损伤[22]。在体外实验中，研究者发现这种保护作用是通过抑制细胞凋亡蛋白酶Caspase-1、8，并上调抗凋亡基因Bcl-xL 和Bcl2实现。该研究组进一步研究发现，在肾脏缺血再灌注损伤后立即单次给予MSCs-exosomes治疗，可有效保护急性肾损伤，还可预防远期慢性肾损伤[23]。研究者还观察到在缺血再灌注损伤大鼠体内，exosomes注射入体内后暂时位于肾小球和中央肾小管处；与之相反的是，正常大鼠注射exosomes后则很快被肝脏捕获，肾脏中并无沉积，说明MSCs-exosomes对损伤组织可能存在靶向趋化性。He等[24]发现MSCs-exosomes对残余肾也有保护作用，对肾脏切除了5/6的小鼠给予单次MSCs-exosomes注射后即可减轻肾损伤，保护残余肾功能，预防肾脏纤维化。Reis等[25]发现BMSCs培养上清液或MSCs-exosomes均可将急性肾损伤减至最小，但将两者经RNA酶处理后该保护作用消失。因此，目前研究者普遍认为MSCs-exosomes无论在体内还是体外，都是通过传递功能性的mRNA发挥保护作用。
3.2 心肌损伤
既往发现MSCs移植后有助于减轻急性心肌梗死范围，提高左心室射血分数，增加毛细血管密度和心肌灌注[26]。研究者们[27-28]将MSCs培养上清液经25倍浓缩后注射入猪心肌缺血再灌注损伤模型中，能缩小心肌梗死面积并有效保护心脏功能；随后他们将MSCs培养上清液按直径大小分级过滤后，通过静脉或冠状动脉分别注射入小鼠心肌缺血再灌注模型内，发现仅有相对分子质量＞100万且直径在50～100 nm的复合物发挥了疗效，而其他大小的微粒并无保护作用，该复合物即MSCs-exosomes。目前对于MSCs-exosomes对心肌缺血再灌注发挥保护效应的具体机制还不清楚，MSCs-exosomes介导的损伤保护是否类似MSCs移植后作用，即依赖于释放的趋化因子或生长因子，或是否也能像修复肾损伤一样向受损心肌细胞直接转移mRNA或miRNA从而发挥保护作用，仍需进一步研究论证。但应注意MSCs-exosomes能模仿MSCs细胞表型，并对心肌梗死动物模型起到保护作用。因此，通过MSCs-exosomes调控血管生成和促进损伤细胞修复有望成为组织损伤修复的治疗新策略。
3.3 脑损伤
有报道显示在脑卒中大鼠模型中，经静脉给予MSCs-exosomes后，可通过分泌神经保护因子和血管生成因子对损伤脑组织发挥保护作用[29]。有文献显示miR-133b特异性表达于中脑多巴胺神经元中，能调节酪氨酸羟化酶的产生和多巴胺的运输[30]。Xin等[31]发现中脑动脉阻塞小鼠模型经MSCs治疗后同侧半球内miR-133b水平升高，且miR-133b及后续NGF的升高均依赖于MSCs-exosomes中miR-133b向神经元或星形胶质细胞的释放。由此看来，除了神经保护因子和血管生成因子等营养成分外，MSCs-exosomes中载有的miRNA在脑损伤疾病中也能发挥保护作用。随后该研究组将MSCs加入血管阻塞的中脑组织后，其分泌的exosomes中miR-133b含量显著升高，提示MSCs可能通过升高治疗性exosomes水平来应对损伤刺激[32]。近来还有研究者发现MSCs-exosomes可能改善阿尔茨海默病，该病最重要的神经病理改变之一是β淀粉样蛋白产生和降解失衡导致其在大脑中异常蓄积，值得关注的是，脂肪MSCs-exosomes有助于β淀粉样蛋白的清除，但骨髓MSCs-exosomes可能无此效果，是否不同来源MSCs具有不同疗效则有待进一步深入探讨[33]。
4 展望
目前研究者对于MSCs-exosomes的临床应用策略已有较完整的设想，即首先从患者本身或同种异体的供体获得大量MSCs；其次扩增MSCs以获取足量exosomes，同时可对MSCs进行选择性干预或基因处理，选择特异性转运的exosomes以提高靶向性；接下来从MSCs条件培养基中提取exosomes，在这一步可修饰exosomes携带的各种RNA或向exosomes内加载药物以增强其疗效；最后将MSCs-exosomes通过最佳给药途径给予患者[34-35]。
增强对MSCs-exosomes生物学特性的了解，将有助于未来更好地探讨其在临床应用中的潜能，MSCs在促进损伤组织修复中发挥的巨大疗效提示MSCs-exosomes可能会有更广阔的应用前景。蛋白、mRNA及miRNA的微阵列分析可为exosomes的详细组分提供更多有效信息，有助于进一步探索MSCs-exosomes的治疗潜力。尽管在动物模型中发现MSCs-exosomes具有一定效果，但该研究仍处于初期阶段，关于exosomes治疗策略的制定仍需大量研究探索[36]。首先，进一步揭示exosomes生物学机制。目前有研究发现调节部分细胞内蛋白的基因表达或微环境pH值可增加MSCs-exosomes的含量，但应注意的是，在提高MSCs-exosomes产量的同时，还应维持正常的MSCs细胞表型，以避免影响exosomes疗效[37]。其次，MSCs-exosomes运输至靶细胞或靶器官的路径。研究者大多认为可通过修饰exosomes表面蛋白用以契合靶细胞表面的特异性受体。Alvarez-Erviti等[38]发现exosomes中的mRNA通过不同转运方式到达肌细胞和神经细胞，是否不同类型靶细胞具有不同的运输机制也需考虑。此外，加强对exosomes摄取机制的了解也有助于提高exosomes运输效果。有研究发现[13] exosomes可被免疫细胞通过吞噬作用所摄取，但非免疫细胞对exosome摄取的机制目前仍不清楚。第三，提高MSCs-exosomes疗效。一种方式是通过修饰来源MSCs过表达目的基因，从而增加exosomes内特异性蛋白质、mRNA或miRNA的含量；而另一种方式则是基于MSCs受到外界环境刺激后可产生不同应答改变细胞表型，从而分泌特异性exosomes的特性，例如将MSCs暴露于炎性因子刺激下，可能提高exosomes中抗炎因子的含量[39]。未来，选择疾病相关的特异性预刺激干扰MSCs后，可能获得有效的exosomes加载物有助于疾病的特异性治疗；同时，对损伤机制的深入综合了解将有助于适当刺激物的选择[39]。第四，延长exosomes半衰期。尽管exosomes在体内具有较好的相容性，但当exosomes含有外源性修饰后，可能会被单核细胞系统吞噬，如何避免修饰后的exosomes被误吞噬仍需进一步研究[40]。
综上述，在组织损伤修复治疗中，MSCs-exosomes通过在细胞间传递功能性蛋白、RNA和miRNA，不仅可获得与MSCs移植类似的疗效，还避免了干细胞治疗带来的风险，为临床患者提供了治疗新策略。但值得重视的是，尽管目前越来越多研究报道了MSCs-exosomes治疗的有效性，但对该领域的探索仍处于初始阶段。因此未来研究不仅应关注MSCs-exosomes新的治疗潜力，还应重视其临床应用的安全性。