Part 2 外泌體概述
一、定義與形態(tài) ?
外泌體(exosome)是一種內(nèi)源性的納米級細(xì)胞外脂質(zhì)雙層囊泡,在生理和病理?xiàng)l件下幾乎所有類型的細(xì)胞都能分泌。它們存在于多種細(xì)胞外液中,如血液、尿液、羊水。
細(xì)胞分泌各種類型的細(xì)胞外小泡(extracellular vesicles, EV),根據(jù)其大小、含量和形成機(jī)制而不同。主要的EV類型包括凋亡小體、微泡和外泌體。凋亡體和微泡是由質(zhì)膜直接萌發(fā)產(chǎn)生的,故而較大(凋亡體,800-5000 nm;微泡,200-1000 nm),而外泌體是直徑30-150 nm(也有文獻(xiàn)定義為30-200nm)的內(nèi)源囊泡。鑒定外泌體的標(biāo)準(zhǔn)方法之一是陰性染色和電子顯微鏡觀察。在透射電子顯微鏡下,外泌體通常呈杯狀實(shí)體,而在冷凍電子顯微鏡下,則表現(xiàn)為圓形小泡。

外泌體膜相關(guān)蛋白富含Tetraspanins(例如CD9、CD63、CD81和CD82)、MHC-I和MHC-II、熱休克蛋白(例如Hspa8、Hsp60、Hsp70和Hsp90)、GTP酶(EEF1A1和eEF2)以及參與MVB生物發(fā)生的其他蛋白(Alix和TSG-101)。(Sho Joseph Ozaki Tan,2020)? ? ??
二、產(chǎn)生、分泌與攝取
內(nèi)吞小泡通過質(zhì)膜的脂筏區(qū)域的內(nèi)吞作用,形成了早期內(nèi)小體。在高爾基復(fù)合體的幫助下,通過早期內(nèi)小體膜的向內(nèi)萌發(fā)和胞漿隔離,使得“管腔內(nèi)的小泡”(intraluminal vesicles,ILV)積累在了管腔內(nèi)。這些早期內(nèi)小體變成了晚期內(nèi)小體,進(jìn)而變成多囊泡小體(multivesicular bodies,MVBs)。這些MVB要么與溶酶體融合,進(jìn)而將ILV降解,要么與質(zhì)膜融合,導(dǎo)致它們的內(nèi)部囊泡釋放到細(xì)胞外空間,并將外周MVB膜結(jié)合到質(zhì)膜(如圖)。MVB的轉(zhuǎn)運(yùn)和與細(xì)胞膜融合的機(jī)制受幾種Rab鳥苷三磷酸酶(GTPase)蛋白的調(diào)節(jié),并與細(xì)胞骨架相協(xié)調(diào)。內(nèi)化(大吞飲作用、網(wǎng)織蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞作用、小窩蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞作用、脂筏介導(dǎo)的內(nèi)吞作用和吞噬作用)是外泌體攝取的主要方式。受體細(xì)胞對外泌體的攝取是細(xì)胞特異性的,盡管其具體機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究。


三、外泌體的獲取
分離外泌體的提純基本上是基于免疫親和力捕獲、大小排除、聚合沉淀、超速離心和微流體技術(shù)。(國際細(xì)胞外小泡協(xié)會(ISEV)提出的標(biāo)準(zhǔn)化程序可以提供詳細(xì)的指導(dǎo))。到目前為止,采用最廣泛和最可靠的方法是高速(100000×g)超速離心法,它包括一系列的離心步驟,然后是浮選-沉淀密度梯度離心法。然而,這種方法繁瑣、耗時(shí),而且需要大量的生物樣品。因此,商業(yè)上可用的聚合物沉淀混合物已被廣泛應(yīng)用于分離各種目的的外泌體,這些方法使用ExoQuick試劑和Total Exosome分離試劑,技術(shù)簡單,耗時(shí)少,但產(chǎn)品純度低于超速離心法。然而,這兩種方法都不允許對大小相似的不同EV進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分離甚至區(qū)分,這表明這些外泌體制劑也可能含有小的胞外囊泡或其他成分。免疫親和分離可能有可能豐富單一類型的外泌體群體,但其產(chǎn)量有待提升。
四、作用概述 ?
外泌體含有大量的分子,包括細(xì)胞因子(例如,IL-6和IL-10)、生長因子(例如,TGF-β和肝細(xì)胞生長因子)和其他蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、代謝物、mRNA(例如,IGF-1R)、線粒體DNA、microRNA(MiRNA,例如miR-21和miR-133b)和許多其他非編碼RNA,在本地或遠(yuǎn)程的細(xì)胞之間傳遞生物信號。有三個(gè)數(shù)據(jù)庫提供有關(guān)外泌體內(nèi)部分子的詳細(xì)信息:ExoCarta、EVpedia和Vesiclepedia。外泌體參與基本的生理過程,有神經(jīng)元通訊、抗原呈遞、免疫反應(yīng)、器官發(fā)育等。它們還參與一些病理疾病,包括癌癥進(jìn)展、心血管疾病和炎癥、神經(jīng)退行性疾病的進(jìn)展等。