随着核技术在军事及民用领域的广泛应用，发生辐射损伤的机率逐渐增大。辐射损伤能导致造血、免疫系统，胃肠道、皮肤、肺等组织器官的损伤^[1]。细胞因子及造血干细胞移植目前仍是治疗辐射损伤最常用的手段，但各有局限性。间充质干细胞(mesenchymal stem cell，MSC)是救治辐射损伤重要的细胞治疗方法^[2]。然而MSC相关安全性隐患限制其广泛应用^[3-4]。近年来研究发现，间充质干细胞来源胞外囊泡(mesenchymal stem cell derived extracellular vesicle，MSC-EV)在保留MSC生物学功能的同时能够避免其内在的缺陷，因此在再生医学及免疫调节领域有广阔的应用前景。本文仅就MSC-EV在辐射损伤救治方面的进展作一综述。

1 辐射损伤救治现状

辐射损伤救治方法目前主要包括细胞因子及异基因造血干细胞移植^[5]。对于小剂量辐射，细胞因子作用显著，能促进辐射损伤后造血恢复^[6-8]。对于致死剂量辐射，受照者体内残留的造血干细胞极少，靠其自身难以重建造血。造血干细胞移植成为唯一的治疗手段。然而，我国既往的一些政策使得寻找HLA完全匹配同胞供体的机率减小，骨髓库的推广及完善虽一定程度缓解了供体难的问题，但其过程耗时较长，不适于突发的辐射损伤。对于大剂量辐射病人，重建造血及修复辐射损伤组织器官仍是救治的重点及难点。截止目前，受照剂量大于8Gy的辐射病人全世界尚无长期存活的病例。因此，寻找更为有效的辐射损伤救治方法任重道远。

MSC来源于胚胎发育的中胚层，具备多向分化及免疫调节能力^[9]，能够减轻或修复辐射对骨髓及其他组织器官的损伤^[10-12]。同时，MSC作为骨髓龛的重要组成部分，具备造血支持功能^[13]，能促进辐射损伤后骨髓造血的恢复^[14-16]。MSC兼顾组织修复及促进造血的特性使其成为辐射损伤救治领域细胞治疗的重要手段。然而MSC作为一种活体干细胞具有异位分化、阻塞远端微血管等内在的缺陷^[4]。因此，MSC用于辐射损伤的救治远非研究的终点，立足MSC继续探索有望开发出更为高效、安全的辐射损伤救治方法。

2 间充质干细胞来源胞外囊泡的概念

胞外囊泡(extracellular vesicle，EV)能够选择性富集其来源细胞中的蛋白、脂质、DNA、RNA等物质，通过投递其内容物至特定靶细胞调节靶细胞生物学功能，是一种新型高效的细胞间信号交流方式^[17]。EV不仅参与机体许多生理过程，如干细胞维护、组织修复、免疫监控及凝血过程等。而且，EV能参与很多病理过程，如肿瘤的进展、病原体感染等^[17-19]。

间充质干细胞来源胞外囊泡(MSC-EV)包括MSC来源外泌体及微泡，多囊体(multivesicular bodies, MVB)与细胞膜融合，释放其内容小泡至细胞外所形成的直径约30~100 nm的囊泡称为外泌体。细胞直接出芽、脱落形成的直径约100~1000 nm的囊泡称为微泡。多数研究通过超速离心法获得的最终沉淀中同时包含并未明确区分两者。随着研究发现MSC培养液能够发挥MSC同样的功效^[20-21]，MSC通过释放一系列可溶性因子发挥作用，即MSC通过旁分泌机制发挥作用的观点逐渐被普遍接受^[17]。MSC-EV目前被认为是MSC旁分泌机制中的关键物质。

与MSC相比，MSC-EV在保留MSC生物学功能的同时，能够避免MSC作为活细胞相关的异常分化、阻塞血管等副作用；MSC-EV的脂质双分子层结构能够有效避免其内容物被循环中的酶类物质快速降解，作用时效可能更为长久；MSC-EV没有MSC繁琐的保存流程，-80℃保存6个月仍能保持其生物学活性。此外，通过永生化的MSC培养技术，MSC-EV有潜力进行大规模的制备。MSC-EV这些优点决定了其有望取代MSC，在再生医学及免疫调节领域发挥重要作用^[22-23]。

3 间充质干细胞来源胞外囊泡在辐射损伤救治中的应用

Wen等^[1]研究发现，1 Gy全身照射(total body irradiation，TBI)小鼠后第7天采集其骨髓细胞，分别与MSC-EV及PBS共培养，将培养后骨髓细胞移植给2 Gy TBI小鼠，移植后MSC-EV处理组受鼠供体植入率明显高于对照组。采集移植后小鼠骨髓细胞，将其二次移植至致死剂量TBI小鼠，移植后MSC-EV处理组小鼠供者嵌合率明显高于对照组。收集2Gy TBI小鼠骨髓细胞进行体外培养，MSC-EV处理组骨髓细胞增殖增快，集落形成增多。进一步研究发现，给予小鼠5Gy TBI后注射MSC-EV，MSC-EV处理组小鼠白细胞、中性粒细胞恢复速度明显快于对照组。通过组织荧光分子显像发现MSC-EV输注后主要聚集在脾脏、骨髓等辐射损伤组织器官。进一步研究发现MSC-EV能够投递其内容microRNA至骨髓细胞中。并且MSC-EV处理组FDC-P1细胞裂解PARP及H2AX磷酸化水平明显下降，提示MSC-EV通过投递其内含microRNA至FDC-P1细胞，逆转辐射所致DNA损伤及细胞凋亡。

Schoefinius等^[24]研究发现，在不给予额外造血支持条件下，小鼠9.5 Gy TBI后，MSC及MSC-EV处理组小鼠白细胞均能恢复正常，MSC-EV处理组小鼠血小板恢复速度明显快于MSC组小鼠。MSC-EV处理组小鼠长期存活率与MSC组相似，而未改善短期生存率。体外集落培养发现，单个核细胞经MSC-EV处理后造血祖细胞集落生成与对照组无明显差异，而造血干细胞集落生成明显增多。小鼠体内实验发现，将PKH26标记MSC-EV输注给9.5 Gy TBI小鼠后2 h，MSC-EV大部分迁移至受鼠骨髓。MSC-EV主要被具备长时限造血功能的Sca-1阳性细胞摄取，可能是MSC-EV仅能改善辐射小鼠长期生存的主要原因。

MSC-EV不但能够促进辐射损伤后造血系统重建，MSC-EV在肺、肝脏、皮肤损伤等动物模型中表现出较强的组织修复作用，涉及到的作用机制主要为MSC-EV作为传递介质，投递蛋白、mRNA、microRNA至靶细胞，调控细胞增殖、免疫系统、血管再生等多方面生物学功能。MSC-EV的组织修复作用及有关机制详见本课题组前期综述^[22]。总之，MSC-EV具备MSC相当的造血支持及组织修复功能，而造血重建及辐射受损组织修复是辐射损伤救治过程中的关键点及难点。MSC-EV在保留MSC功能同时，避免MSC内在的缺陷，因此，MSC-EV应用于辐射损伤救治有其独特的优势。

4 结语

MSC-EV用于辐射损伤救治尚处于起步阶段，目前研究仅限于细胞及动物实验，真正应用于辐射损伤临床救治还有相当多的工作需要完成，如MSC-EV提取、纯化及鉴定方法的进一步完善，MSC-EV最佳组织来源、用量、使用时间等尚待进一步探索，MSC-EV促进造血重建及组织修复的具体机制仍未完全阐明。但如前所述，MSC-EV在保留MSC造血支持及组织修复功能的同时，能避免MSC相关安全性隐患，且MSC-EV易于保存，适合大规模制备。因此，MSC-EV有潜力被开发为一种新型高效的非细胞辐射救治方法。