臍帶間充質幹細胞外泌體一直默默無聞，但它或許將會成為再生醫學新的熱點。臍帶早已被證明是間充質幹細胞的優質來源之一，但它的現實身份仍然在「醫療垃圾」和「生物資源」間搖擺。而外泌體在剛被發現時，也被普遍認為是細胞代謝所產生的"排泄物"。但隨著外泌體研究的深入，科學家發現它是參與細胞間物質與信息傳遞的重要一環。對外泌體的研究興趣也日益增長，主要集中在疾病診斷和細胞治療領域。
而由於臍帶間充質幹細胞具備採集方便、增殖能力強和免疫原性低的優勢，其分泌的外泌體常被用於再生醫學和各種疾病的治療研究。包括腎病、老年性痴呆、糖尿病、脊髓損傷、肝病、心臟病、創傷癒合等多種疾病。
間充質幹細胞（mesenchymal stem cells, MSCs）是一類來源於發育早期中胚層的多能幹細胞，是目前研究最多、最重要的成體幹細胞之一。
MSCs廣泛存在於全身多種組織中，並可在體外培養擴增，可在特定條件下分化為包括神經細胞、成骨細胞、軟骨細胞、肌肉細胞、脂肪細胞在內的多種細胞，連續傳代培養和冷凍保存後仍具有多向分化潛能。
與其他來源的MSCs相比，來源於臍帶的MSCs具有採集方便、無倫理爭議、免疫原性低、自我更新快、倍增速度穩定和增殖能力強等特點。因此，臍帶MSCs適合用於臨床研究和應用，是細胞治療和再生醫學的首選。
外泌體（exosome, EXO）是一類直徑40-100nm的微小囊泡，可以將脂類、碳水化合物、蛋白質、mRNA、miRNA和DNA等生物分子從一個細胞傳遞到另一個細胞，從而交換遺傳信息、重編程宿主細胞，進行細胞間通訊。
「外泌體」一詞在1981年由Trams等人首次提出。由於其強大的生物活性和細胞功能，外泌體現在被作為一種無細胞治療方案受到研究者的廣泛關注。
外泌體治療的主要優勢包括：免疫原性比細胞更低，內容物穩定易保存，可通過改變細胞環境調節外泌體功能，易於量產。
外泌體應用的主要難點包括：分離純化方法的選擇和優化，如何向靶細胞遞送藥物等。在製備高質量、均勻、大量的外泌體以及優化外泌體儲存條件時也存在挑戰。
在臍帶來源MSC-EXO的研究報導中，MSCs的所有優點均保留了下來，包括從臍帶MSCs分泌的低免疫原性治療因子、強大的組織修復和免疫調節作用。
在具有相同功能的同時，臍帶MSC-EXO還擁有更顯著的安全性。
臍帶MSC-EXO對腎臟和肝臟沒有不良影響。其他如全身過敏反應、溶血、熱原、血液學指標、血管和肌肉刺激等證據均支持它作為一種安全的治療介質。還有研究證明，臍帶MSC-EXO可以促進細胞增殖和保護細胞免受過氧化氫誘導的凋亡。
由於臍帶MSC-EXO具備採集方便、增殖能力強和免疫原性低的優勢，已被廣泛用於再生醫學及各種疾病的治療研究。
眼科疾病
特發性黃斑裂孔（MH）是視力障礙的原因之一。Zhang等研究者在標準的玻璃體切割術聯合內界膜剝離後，對7名大直徑難治性MH患者進行了玻璃體內注射臍帶MSC、臍帶MSC-EXO、空氣填充等治療。結果，6名患者裂孔閉合，其中5人最佳矯正視力得到改善。這項研究表明，常規玻璃體切割術聯合MSC-EXO和MSC可以改善難治性MH手術的解剖學和視力表現。Yu等人的研究比較了玻璃體內注射臍帶MSC-EXO和MSC，觀察到臍帶MSC-EXO就像MSC一樣能抑制細胞凋亡和炎症反應。
腎臟疾病
研究者發現，臍帶MSC-EXO在體外和體內，對抗癌化療藥物順鉑誘導的腎毒性都具有治療作用。在一項研究中，檢查了臍帶MSC-EXO預處理對順鉑誘導的腎毒性預防的作用。結果表明自噬在減輕組織損傷中有重要作用，而臍帶MSC-EXO預處理可引起自噬激活，減少細胞凋亡和炎症反應。因此，臍帶MSC-EXO可以被視為順鉑副作用的預防策略。
阿爾茨海默病
阿爾茲海默病是一種神經退行性病變，其特徵性表現是β-澱粉肽在腦中沉積，腦啡肽酶是腦中最重要的β-澱粉肽降解酶。間充質幹細胞來源的外泌體能夠攜帶高水平的腦啡肽酶，與高表達β-澱粉肽的成神經細胞瘤細胞共培養時，能夠降低細胞內外的β-澱粉肽，這提示了間充質幹細胞來源的外泌體可能有效治療阿爾茲海默病。一項研究表明，在阿爾茲海默病小鼠模型中注射臍帶MSC-EXO可以提高空間學習和記憶力。
炎症性腸病
炎症性腸病是一組腸道慢性疾病的統稱，包括克羅恩病和潰瘍性結腸炎等。Mao等人研究了臍帶MSC-EXO對硫酸葡聚糖硫酸鈉誘導炎症性腸病的治療作用。結果表明，IL-10作為一種抗炎細胞因子表達增加，而包括IL-6、TNF-α、誘導型一氧化氮合酶、IL-1β和IL-7在內的炎性前細胞因子表達減少了。
神經性疼痛
周圍神經損傷可引起神經性疼痛。Shiue等人的研究發現，將臍帶MSC-EXO鞘內施用至L5 /
6脊神經結紮中，外泌體可在背根神經節、同側L5脊背角和周圍軸突中歸巢。臍帶MSC-EXO還可通過調節細胞因子表達，逆轉脊神經結紮引起的機械性異常性疼痛和熱痛覺過敏。臍帶MSC-EXO的歸巢能力、抗炎作用及再生特性使其成為治療神經損傷疼痛的候選。
胰腺導管腺癌
除了直接發揮作用，臍帶MSC-EXO還可作為遞送藥物的載體。作為腫瘤抑制因子的miR-145-5p5p在各種類型的癌症中均被下調，包括胰腺導管腺癌、肝細胞癌、結腸直腸癌、胃癌和乳腺癌。Ding等人的研究發現，臍帶MSC-EXO介導的miR-145-5p傳遞給胰腺導管腺癌細胞，可抑制PDAC細胞的增殖和侵襲，增加細胞周期阻滯、凋亡，降低Smad3在體外的表達。
脊髓損傷
M1巨噬細胞分泌炎性細胞因子，破壞宿主細胞。M2巨噬細胞通過產生IL-4和IL-10細胞因子抑制炎症性免疫反應，促進血管生成並清除壞死部分。研究表明，臍帶MSC-EXO在脊髓損傷的治療中可誘導M1向M2表型轉化並改善性能，這種轉化減少了炎性細胞因子。
肝臟疾病
臍帶MSC-EXO注射劑治療急性和慢性肝損傷和四氯化碳誘導的肝腫瘤，抑制了急性肝損傷、肝纖維化以及肝腫瘤的生長，隨後在體內和體外抑制了細胞凋亡和氧化應激。臍帶MSC-EXO和不同的抗氧化劑具有保肝作用。而且，臍帶MSC-EXO在抑制四氯化碳誘導的肝損傷和腫瘤發展中有很強的抗氧化活性。另一方面，在急性肝衰竭模型中，在體外和體內使用臍帶MSC-EXO可降低NLRP3炎性體表達、炎性因子以及ALT和AST水平。
心臟疾病
在一項研究中，江蘇大學趙媛媛等人研究了臍帶MSC-EXO在急性心肌梗死中的作用。他們將臍帶MSC-EXO靜脈注射到大鼠模型中。超聲心動圖檢查結果顯示，臍帶MSC-EXO注射4周後心臟功能改善。另外，在Masson三色染色後，還觀察到心臟纖維化的減少。
創傷癒合
Bakhtyar等科學家在臍帶中檢測到含有大量α-2-巨球蛋白的外泌體，而後者被認為是可能促進傷口癒合的主要成分。隨後開展的動物實驗表明，與對照組相比，外泌體治療組的傷口癒合明顯增強，傷口部位存在更多數量的細胞，且傷口的膠原沉積顯著增加。這表明臍帶MSC-EXO可以成為幫助傷口癒合的替代療法。
2型糖尿病
研究表明，臍帶MSC-EXO增加了2型糖尿病模型大鼠骨骼肌中的葡萄糖攝取，並減少了糖原分解，以維持止血功能。胰島素抵抗是2型糖尿病的發病機制。臍帶MSC-EXO可以通過促炎性細胞因子，促進組織的胰島素敏感性。此外，臍帶MSC-EXO還通過抑制STZ誘導的β細胞凋亡來提高胰島β細胞的胰島素水平。
子癇前期
子癇前期與妊娠期高血壓和蛋白尿有關。Xiong等人研究了低、中和高劑量的臍帶MSC-EXO在小鼠子癇前期模型中的作用。結果表明，臍帶MSC-EXO的劑量依賴性治療通過抑制細胞凋亡，改善了胎盤組織形態並促進了胎盤組織中的血管生成。
移植物抗宿主病
L. Wang等人的研究發現，在造血幹細胞移植大鼠模型中，臍帶MSC分泌的細胞外囊泡（包括外泌體和微泡）顯著降低了急性GVHD的表現並增加了大鼠存活率。此外，抗炎細胞因子（IL-10）升高，炎性細胞因子（IFN-γ，IL-2和TNF-α）降低，表明細胞外囊泡通過調節免疫發揮了治療作用。