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正文
撰文：想要两颗西柚
修订：南山小仙
这篇文章来自一次和朋友的对话：
朋友：小仙，我去打了胚胎干细胞，感觉不错哦。
小仙：真的假的，是哪里的胚胎干细胞？
朋友：瑞士来的哦，肌肉注射，冻干粉来着。
小仙：哦，那应该是胚胎干细胞裂解液或者外泌体吧
朋友：这有啥区别，都是干细胞就行！
小仙：..公众还是发一篇科普文吧，你有空看看
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干细胞上清液
干细胞上清液是从干细胞培养液中去除干细胞以及其他所有细胞成分后余留的液体，由培养基、细胞因子以及外泌体三部分组成。干细胞培养基要维持干细胞的“干”性本身就富含营养成分，而干细胞上清液是在培养基原有的基础上叠加了干细胞分泌大量细胞活性因子，比如生长因子、外泌体等。由此可见干细胞上清中成分非常复杂。
成分（不同培养体系成分不同）
培养基：包括碳水化合物、含氮物质、无机盐（包括微量元素）、维生素和水等
细胞因子：干细胞分泌的具有广泛生物学活性的小分子蛋白质
外泌体：干细胞分泌的一种纳米囊泡物质，携带多种功能性蛋白质和遗传信息，如核酸、蛋白质、脂质等
生长因子：促进细胞生长和增殖的蛋白质，如表皮生长因子（EGF）、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）、转化生长因子-β（TGF-β）、血管内皮生长因子（VEGF）等。
其他成分：可能包括氨基酸、核苷酸、抗氧化剂等，这些都是细胞生长和功能维持所必需的
干细胞上清工艺：通常是在细胞生长到80%汇合，将培养基轻轻吸出。收集的上清液需要经过过滤或离心，以去除细胞碎片和大的细胞团块。离心或过滤后即获得了干细胞上清。如果有其他需求可以再通过超滤或其他方法进行浓缩，以提高其中生物活性物质的浓度。浓缩后的上清液可以进行冻干处理，制成冻干粉，以便于长期保存和后续应用。
研究节选
MSC培养上清液处理后显着提高了我们体外慢性伤口模型中成纤维细胞、内皮细胞和角质形成细胞的存活率。同时研究对比了体外环境中，MSC细胞和MSC培养上清对成纤维细胞增殖的影响，发现培养上清更有助于促进成纤维细胞增殖。这可能预示干细胞培养上清着对于慢性伤口或难愈合伤口治疗中比单独移植干细胞更有效[1]。还有一项研究证明了MSC培养上清对糖尿病伤口有明显优势（动物实验研究）[2]，如图1。
图1：对照组（DC）不接受任何治疗；安慰剂组（DP）接受普通培养基（DMEM）；糖尿病条件培养基组（DCM）接受人间充质干细胞条件培养基（hBM-MSC-CM）的治疗。
研究另一项研究表明，MSC培养上清，心脏成纤维细胞（HCF）进行辐照，然后用脐带间充质干细胞UC-MSCs的条件培养基（MSCCM）培养，发现MSCCM促进细胞活力，减少胶原蛋白沉积，防止氧化应激和增加抗氧化状态，并降低促纤维化TGF-β1、IL-6和IL-8水平[3]，如图2：
图2：A通过CCK8分析细胞活力。比较对照细胞（Control）、单次照射HCF细胞（Ir）、照射+MSCCM处理的HCF细胞（Ir+MSCCM）、照射+MRCCM处理的HCF细胞（Ir+MRCCM）、照射+NF-κB抑制剂处理的HCF细胞（Ir+NF-κB抑制剂）和照射+TβRI抑制剂处理的HCF细胞（Ir+TβRI抑制剂）B/C分析胶原蛋白含量；D分析氧化应激和抗氧化水平。
小仙的画外音：干细胞上清液目前能看到的文章不多，大多集中在皮肤修复，抗老方面，很少看到直接注射的文章，小仙认为是因为其成分复杂，如果要直接注射的话，要考虑过敏因素，另外因为成分复杂，其成分和培养体系有关，如果用于申报也很有难度。
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干细胞裂解液（不同干细胞裂解液成分不同）
干细胞裂解液是通过破坏细胞膜和细胞器，释放细胞内容物，包括蛋白质、核酸、细胞器等，从而获得的液体。
成分（可能包括但不限于）
细胞结构蛋白、酶、受体、转录因子、DNA和RNA、细胞器的碎片
生长因子：如干细胞分泌的各种生长因子
细胞代谢产物：细胞在代谢过程中产生的各种小分子物质。
干细胞裂解液工艺：利用超声波的能量破坏细胞，这种方法能够高效地裂解细胞，但需要控制超声的强度和时间，以避免过度裂解导致细胞内容物的降解；还可以通过反复冷冻和融化细胞，利用冰晶的形成和融化过程中的渗透压变化来破坏细胞膜，这种方法较为温和，但可能需要较长的时间来实现细胞的完全裂解。还有一种化学裂解法，即使用特定的裂解液，其中可能包含去垢剂（如SDS、NP-40、TritonX-100）、盐、缓冲液、蛋白酶抑制剂等成分，以促进细胞膜的破坏和蛋白质的溶解。但这样要考虑添加的裂解液对后续使用的影响。
图3
小仙的画外音：干细胞裂解液成分也非常多，但是好在都是细胞胞内物质，不存在外在的培养基成分，目前市场使用经常用来局部注射，但是能看到的注射方式的研究也非常少。
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干细胞外泌体（每种细胞都有外泌体）
干细胞外泌体是一类直径在30-150纳米的微小囊泡，由细胞主动分泌并释放到细胞外，具有双层脂质膜结构。它们在细胞间的物质和信息传递中起着重要作用，含有丰富的miRNA，目前来说研究非常多。详细文章见[全系列]外泌体文章荟萃
外泌体大小：直径约30-150nm
微囊泡大小：直径为100nm-1μm
从研究上来讲，并不严格区分外泌体（exosomes）或微囊泡（microvesicles）。
外泌体数量：人体中大约有10*14个，平均每个细胞产生1000-10000个
外囊泡三剑客：凋亡小体、微囊泡、外泌体
成分
蛋白质：外泌体包含母细胞特征性的生物信息分子，如蛋白、脂质、DNA、mRNA、miRNA以及Non-codingRNA等。外泌体表面标记蛋白主要有Alix，TSG101，CD63，CD9，CD81和HSP70。
脂质：外泌体的膜上胆固醇和二酰甘油含量较高，这些脂质在维持外泌体结构和功能中起到关键作用。
核酸：包括DNA、mRNA、miRNA等，这些核酸分子可以被转运到受体细胞，参与细胞间的信息传递和基因表达调控。
代谢物：外泌体还可能包含细胞的代谢产物，这些物质可以反映细胞的代谢状态和功能。
有人总结过，外泌体提取方法包括：超速离心法、基于尺寸大小的技术、免疫吸附的分离技术、沉淀法、基于微流控的分离技术。
超速离心法是分离外泌体的标准方法。在4℃条件下依次以300G，2000G，10000G的转速离心，依次去除细胞和细胞碎片等，再以100000G超速离心得到外泌体。但离心法每次处理的样本量较小，而且反复高速离心会导致外泌体破裂影响质量。
超速离心法分离外泌体
几乎所有细胞都可以释放外泌体。如果这个外泌体是间充质干细胞分泌的，我们就叫间充质干细胞外泌体（MSC-exo）。MSC-exo表达所有外泌体共同表达的相关标志物：细胞骨架蛋白质（微管蛋白和肌动蛋白），同时也表达MSCs的表面标志物（如CD90、CD73）。
干细胞外泌体的研究非常多。主要基于它本身的作用包括：促进组织修复和再生、免疫调节、抗炎作用、神经保护和神经再生、抗纤维化、药物递送、基因调节、血管生成促进和细胞通讯等。
一篇综述详细介绍了间充质干细胞外泌体（MSC-Exos）与传统技术和干细胞疗法在骨关节炎相比的优势所在，如图4。
图4
图5
另一项研究研究了iPSC的外泌体对老年人真皮成纤维细胞（HDF）的影响。通过MTT测定测定细胞增殖和活力，通过划痕测定和transwell迁移测定显示细胞迁移能力。为了诱导光老化和自然衰老，HDF分别用UVB（315nm）照射和传代培养超过30代。结果发现来自人iPSC的外泌体（iPSCs-Exo）在正常条件下刺激HDFs的增殖和迁移。iPSCs-Exo预处理抑制了UVB照射引起的HDFs损伤和基质降解酶（MMP-1/3）的过表达。这些结果表明iPSCs-Exo在治疗皮肤衰老方面具有治疗潜力[10]。
小仙的画外音：外泌体药物生产工业化（规模、纯度、成本、一致性和标准化）是目前面临的重大挑战。相信未来几年，从事外泌体产品开发的项目或企业将不断增加，最终外泌体产品将走向商业化，造福患者。
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小黑板
2）就这三种干细胞衍生物来说目前从治疗机制，产品工艺等方面来看，最容易成药的应该还是干细胞外泌体。
3）无论市面上多少种说法，技术的底层逻辑是永远不会改变的，消费者多问多听多看才能正知正见，行业从业者也应该遵守技术本质，减少过多的市场包装才能走的长久。
参考文献
KraskiewiczH,PaprockaM,Bielawska-PohlA,KrawczenkoA,PanekK,KaczyńskaJ,SzyposzyńskaA,PsurskiM,KuropkaP,
replacecelltherapy?;11(1):29.doi:10.1186/:31964417;PMCID:PMC6975034.
SaheliM,BayatM,GanjiR,HudariF,KheirjouR,PakzadM,NajarB,;312(5):325-336.doi:10.1007/:31786709.
ChenZY,HuYY,HuXF,;59(5):555-564.doi:10.1093/jrr/:30010837;PMCID:PMC6151644.
LeeCW,HsiaoWT,;182:61-74.:10.1016/:27908750.
HsuMF,YuSH,ChuangSJ,KuoTK,SingalPK,HuangCY,KaoCL,?Aging(AlbanyNY).2018Oct24;10(10):2900-2910.doi:10.18632/:30362957;PMCID:PMC6224235.
VadhanA,GuptaT,;25(17):9149.doi:10.3390/:39273098;PMCID:PMC11395657.
HarrellCR,VolarevicA,DjonovV,;22(3):1433.doi:10.3390/:33535376;PMCID:PMC7867043.
BaiW,ZhuT,ZuoJ,LiY,HuangX,;20(7):1063-1077.doi:10.1007/:37801227;PMCID:PMC10645647.
LiJ,GaoH,XiongY,WangL,ZhangH,HeF,ZhaoJ,LiuS,GaoL,GuoY,-;17:5991-6006.doi:10.2147/:36506346;PMCID:PMC9733565.
OhM,LeeJ,KimYJ,RheeWJ,;19(6):1715.doi:10.3390/:29890746;PMCID:PMC6032439.
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-科普情怀责任-
