2025年7月9日
L·韦尔泽博士，S·博尔德斯，E·艾玛德博士，H·穆奇科，B·克洛斯博士；法国布里夫Silab公司
Silab
图片由Adobe Stock用户索菲亚·朱拉韦茨提供
摘要：外泌体作为细胞间通讯介质，在本研究中通过体外与离体实验模型开发，探索其调控机制，旨在研发可调节内源性细胞通讯的天然活性成分，实现毛发与皮肤健康护理。
细胞间通讯包含所有物理或化学信号传递过程，使细胞能相互作用并适应环境变化。皮肤作为异质性强且复杂的组织，其不同细胞类型间的对话对维持组织更新与生物学功能至关重要1-3。
细胞外囊泡（EV）作为细胞间通讯的重要介质，在生理过程中发挥多重作用4-6。该异质性膜结构包含外泌体、微囊泡与凋亡小体（见图1）。
EV通过传递蛋白质、脂质与核酸（mRNA、miRNA等）在近距或远距实现供体细胞向受体细胞的信息传递。值得注意的是，EV可穿越血管系统、表皮-真皮连接等生物屏障进入皮肤系统与循环系统7。
在皮肤层面，外泌体展现出调控脱发、色素沉着与衰老等细胞过程的潜力8。然而，在尝试调控外泌体通信前，必须建立明确定义的实验模型，因其携带的信息可能根据细胞类型与环境激活或抑制生物通路。
本研究开发了三种模型评估外泌体在生理情境中的作用，用于验证天然酵母与红藻提取物对毛发与皮肤护理内源性通讯系统的调节能力。提取物选择基于其初始生物活性表现。
成纤维细胞与毛囊的通讯机制
毛囊（HFs）由真皮乳头与角质形成细胞构成。真皮乳头位于毛囊基底，其细胞（HFDPC）发出的生长信号被毛球基质细胞接收，调控毛发生长9, 10。HFs可通过外泌体通信接收真皮信号，但EV在毛囊微/宏环境的影响此前研究不足。
2019年本研究团队发现，经生长因子刺激的真皮成纤维细胞外泌体可有效激活乳头细胞，促进毛囊延长11。本实验建立模拟雄激素性脱发的离体模型，评估0.04%酵母提取物对成纤维细胞-乳头细胞外泌体通讯的影响。
材料与方法：毛发生长实验
成纤维细胞培养：原代人成纤维细胞在37℃、5% CO₂培养箱培养5天后，分组接受48小时酵母提取物（0.04% v/v）处理。第7天通过超速离心分离培养上清外泌体，并用纳米颗粒分析仪进行表征，-80℃保存。外泌体纯度经Western blot验证。
毛囊培养：从头皮样本分离的毛囊在37℃、5% CO₂培养箱培养。第1天选择生长期毛囊，建立二氢睾酮（DHT）诱导的脱发模型，分组接受对照外泌体（5×10⁸ particles/mL）或酵母提取物处理组外泌体干预。第5天测量毛囊长度变化。
实验结果：对照组外泌体未见促生长效应。酵母提取物组外泌体使毛囊生长提升29%（见图2）。该活性成分既能刺激成纤维细胞产生具有生物活性的外泌体促进毛发生长，临床试验显示其可直接作用于乳头细胞，改善轻中度脱发男性（数据未示）。
角质形成细胞与黑素细胞的通讯调控
采用红藻提取物（INCI: Palmaria palmata extract）研究其对色素沉着的调控作用。皮肤色素由黑素细胞产生后转移至角质形成细胞。UVB刺激可诱导角质形成细胞通过外泌体传递miRNA 3196至黑素细胞，激活酪氨酸酶活性及色素基因表达，导致皮肤色素过度沉着12。本实验建立模拟该过程的体外模型验证红藻提取物的抑制效果。
材料与方法：皮肤色素沉着实验
角质形成细胞处理：角质形成细胞经30 mJ/cm² UVB照射后，分组培养含或不含1.0%红藻提取物3天。通过连续离心获得外泌体，严格验证纯度与完整性。
黑素细胞处理：培养黑素细胞连续3天接触经UVB照射角质形成细胞来源外泌体。提取RNA进行定量PCR分析MITF、TYRP1（黑色素合成基因）及Myo5a（黑素体运输基因）表达水平。
实验结果：UVB照射组外泌体使MITF、TYRP1及Myo5a表达显著升高（见图3a）。红藻提取物干预组使这些基因表达显著降低（见图3b），显示其通过阻断外泌体介导的信号通路抑制黑色素生成。临床试验显示该成分可改善光老化表征，淡化白种人与亚洲人皮肤色素斑（数据未示）。
真皮与表皮间的外泌体通讯
建立体外模型研究成纤维细胞来源EV对表皮功能的影响。9种miRNA作为真皮-表皮通讯的关键介质，调控表皮增殖、分化与黏附14-16。本实验评估0.4%酵母发酵物（INCI: Pichia ferment lysate filtrate）对衰老成纤维细胞外泌体miRNA表达的调控作用。
材料与方法：真皮-表皮通讯实验
成纤维细胞培养：年轻（P6）与人工衰老（>P20）成纤维细胞培养7天后，接受酵母发酵物（0.4% v/v）48小时处理。分离外泌体后提取miRNA进行qPCR分析。
角质形成细胞处理：老年供体（>60岁）角质形成细胞接触衰老成纤维细胞分泌物（SAF），通过免疫荧光检测Ki-67增殖标志，并用qPCR分析丝聚蛋白（分化）、桥粒胶蛋白-1（黏附）、水通道蛋白-3（保湿）及层粘连蛋白-332（表皮-真皮连接）表达。
实验结果：衰老成纤维细胞外泌体中9种miRNA显著高表达（见图4a），导致角质形成细胞增殖、分化、黏附与表皮连接功能减弱。酵母发酵物处理组显著抑制这些miRNA表达，改善SAF诱导的表皮功能障碍（见图4b）。该成分通过激活miR-30a-3p恢复真皮-表皮通讯，提升表皮更新速率与厚度，改善微表面纹理，增强保湿与光泽度。
讨论与结论
外泌体作为化妆品创新工具，其跨生物屏障传递生物信息的能力备受关注。然而直接应用外泌体需解决稳定性与功效验证难题。开发直接作用于皮肤内源性外泌体通信系统的天然活性成分是创新方向。本研究表明，通过体外/离体模型解析外泌体通讯机制，可有效筛选调节毛发与皮肤健康的活性成分。
脚注
a NanoSight LM10, 马尔文仪器
b IX70显微镜（奥林巴斯）与NIS-Elements成像系统（尼康）
c exoEasy Maxi Kit, 凯杰公司
d NanoSight LM14, 马尔文仪器
参考文献
1-16项参考文献详见原始研究论文，包含细胞通讯机制、外泌体分离技术及临床验证数据等关键文献。
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