名詞解釋

? ? ? 外泌體（exosome）是一種直徑40-160nm的細(xì)胞外囊泡（Extracellular Vesicles，EVs），來自于多囊泡內(nèi)體途徑（multivesicular?endosome?pathway），含有細(xì)胞成分（蛋白質(zhì)、代謝物、RNA等），被其他的細(xì)胞吸收，從而影響其他細(xì)胞的功能和行為，在細(xì)胞通訊中起作用。

外泌體可以被設(shè)計(jì)成提供不同的治療載體，可以含有短干擾RNA、反義寡核苷酸、化療劑和免疫調(diào)節(jié)劑等，并能夠?qū)⑺鼈冞f送到靶標(biāo)位置。除了治療潛力外，外泌體還具有幫助疾病診斷的潛力。因?yàn)樗鼈冊谒猩矬w液中都有報道，通過生物體液采樣（液體活檢）很容易獲得外泌體內(nèi)容物的組成?；谕饷隗w的液體活檢突出了其在診斷和確定癌癥和其他疾病患者預(yù)后方面的潛在用途，疾病進(jìn)展也可以通過外泌體的多組分分析來確定。

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外泌體內(nèi)：代謝物、RNA、DNA、酶、轉(zhuǎn)錄因子等蛋白…

外泌體外：整合素蛋白、熱休克蛋白、糖蛋白、四次跨膜蛋白、脂筏…

外泌體的生物發(fā)生

質(zhì)膜的第一次內(nèi)陷形成杯形結(jié)構(gòu)，包含細(xì)胞表面蛋白和與細(xì)胞外環(huán)境相關(guān)的可溶性蛋白，形成早期分選內(nèi)體（early-sorting endosome，ESE），在某些情況下與原有的ESE融合。高爾基體反面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)也對ESE的形成和內(nèi)容物有影響。ESE可以成熟為晚期分選內(nèi)體（LSE），并最終產(chǎn)生多囊泡體（multivesicular?bodies, ?MVBs）。MVB通過內(nèi)體限制膜的向內(nèi)陷（即質(zhì)膜的雙重內(nèi)陷）形成。這個過程使MVB包含幾個ILV(intraluminal vesicles)。MVB可以與溶酶體或自噬體融合以降解，也可以與質(zhì)膜融合以釋放所含的ILV成為外泌體。

外泌體異質(zhì)性(Exosome heterogeneity)

外泌體的異質(zhì)性包括它們的大小、內(nèi)容物種類和含量、對受體細(xì)胞的功能影響和細(xì)胞起源。大小的不相同可能是由于MVB限制膜的內(nèi)陷不均勻，導(dǎo)致流體和固體的含量不同。蛋白質(zhì)組學(xué)分析揭示了外泌體的標(biāo)記異質(zhì)性，乳腺癌細(xì)胞及其外泌體的蛋白質(zhì)組可以顯示起源細(xì)胞是上皮樣還是間充質(zhì)樣。外泌體對受體細(xì)胞的影響可能不同，因?yàn)槭荏w細(xì)胞表面蛋白的表達(dá)不同，并且這種功能異質(zhì)性可能導(dǎo)致在不同的靶細(xì)胞類型中，一組外泌體誘導(dǎo)細(xì)胞存活，另一組誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，另一組誘導(dǎo)免疫調(diào)節(jié)等。異質(zhì)性也可以基于外泌體的器官和組織起源，包括它們是否來自癌細(xì)胞，賦予它們獨(dú)特的特性。

細(xì)胞間通訊(Intercellular communication)

一些研究表明，外泌體可以在極少數(shù)情況下將mRNA遞送到受體細(xì)胞。但是這種罕見事件通過急性炎癥（腹膜炎）或慢性炎癥（皮下腫瘤）小鼠模型中產(chǎn)生外泌體的免疫細(xì)胞的激活和擴(kuò)增而增強(qiáng)?；煹戎委煾深A(yù)也可能影響腫瘤的外泌體攝取和隨后的生物反應(yīng)。例如，抑制質(zhì)子泵或改變黑色素瘤細(xì)胞中的細(xì)胞pH值會限制外泌體攝取。神經(jīng)干細(xì)胞受到炎癥細(xì)胞因子的刺激產(chǎn)生具有IFNγ（干擾素γ）的外泌體，這些外泌體特異性激活表達(dá)IFNGR1（干擾素γ受體1）的受體細(xì)胞中的STAT1的信號傳導(dǎo)。這些結(jié)果支持這樣一種觀點(diǎn)，即蛋白質(zhì)被分選到外泌體，并且可以選擇性地在受體細(xì)胞中誘導(dǎo)特定信號，以調(diào)節(jié)發(fā)育、免疫反應(yīng)和疾病等過程。

感染和免疫反應(yīng)

外泌體在免疫調(diào)節(jié)中的功能可能與抗原肽的轉(zhuǎn)移和呈遞相關(guān)，DNA誘導(dǎo)受體細(xì)胞中的cGAS-STING（干擾素基因的環(huán)GMP-AMP合酶刺激劑）信號通路（細(xì)胞溶質(zhì)DNA的傳感觸發(fā)炎癥基因表達(dá)和I型IFN反應(yīng)）的激活，外泌體miRNA調(diào)控受體細(xì)胞基因表達(dá)， 以及通過外泌體上存在的表面配體誘導(dǎo)不同的信號通路。來自抗原呈遞細(xì)胞（APC）的外泌體攜帶p-MHC-II和共刺激信號，將肽抗原呈遞給特異性T細(xì)胞以誘導(dǎo)其激活。

癌癥(Cancer)

外泌體可能誘發(fā)或促進(jìn)腫瘤形成。源自乳腺癌和前列腺癌細(xì)胞的外泌體通過轉(zhuǎn)移其miRNA貨物誘導(dǎo)腫瘤形成。前列腺癌細(xì)胞外泌體中的miR-125b，miR-130，miR-155以及HRas和Kras mRNA參與腫瘤重編程和脂肪干細(xì)胞腫瘤形成。

外泌體也與腫瘤微環(huán)境中血管生成和細(xì)胞外基質(zhì)重塑有關(guān)，這是腫瘤生長和轉(zhuǎn)移播散的關(guān)鍵步驟。來自乳腺癌細(xì)胞來源的外泌體的miR-105抑制內(nèi)皮緊密連接ZO-1表達(dá)，損害血管完整性和增強(qiáng)血管通透性從而促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移。

癌細(xì)胞分泌的外泌體可促進(jìn)對各種化療藥物和抗體的耐藥性。當(dāng)用γ分泌酶抑制劑或放射治療腫瘤時，腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞（CAF）分泌的外泌體包含RNA和轉(zhuǎn)座元件轉(zhuǎn)移到癌細(xì)胞中，促進(jìn)對放射治療耐藥的腫瘤干細(xì)胞的擴(kuò)增。CAF來源的外泌體miR-21與卵巢癌細(xì)胞中的APAF1（凋亡蛋白酶激活因子1）結(jié)合，賦予癌細(xì)胞紫杉醇抗性，巨噬細(xì)胞來源的外泌體miR-385促進(jìn)胰腺癌細(xì)胞中的胞苷脫氨酶活性，賦予對吉西他濱的抗性

Clinical applications（Diagnostic and?Therapeutic potential of?exosomes

外泌體在所有生物體液中均有發(fā)現(xiàn)，因此它們具有微創(chuàng)液體活檢的潛力，在外泌體中可以找到少量的DNA，這種DNA在檢測血清外泌體中的癌癥相關(guān)突變方面具有價值，如果外泌體中DNA片段比循環(huán)游離DNA大，這可能有利于檢測胰腺癌患者的突變，包括KRAS和TP53。外泌體中的特定miRNA可能在檢測癌癥或預(yù)后方面提供信息。外泌體中的致癌和腫瘤抑制因子miRNA可能具有很高的診斷價值，因?yàn)樗鼈冊诎┘?xì)胞和正常細(xì)胞之間的表達(dá)差異，增強(qiáng)了其在早期診斷中的有用性。

注射的外泌體可以帶著其內(nèi)容物有效地進(jìn)入細(xì)胞，來自間充質(zhì)細(xì)胞和上皮細(xì)胞的外泌體在反復(fù)注射小鼠時不會誘導(dǎo)毒性，工程外泌體上的配體將外泌體靶向特定細(xì)胞類型?；熁衔镅b配到外泌體中進(jìn)行癌癥治療，在小鼠中進(jìn)行測試，有抗腫瘤功效并且降低了細(xì)胞毒性。例如，裝載紫杉醇的巨噬細(xì)胞來源外泌體誘導(dǎo)小鼠抗肺腫瘤反應(yīng)。外泌體microRNA參與抑制受體細(xì)胞中靶mRNA基因表達(dá)，因此開發(fā)了用于癌癥治療的工程外泌體以傳遞特定的miRNA或小干擾RNA（siRNA）。

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參考文獻(xiàn)

Kalluri R, LeBleu VS. The biology,?function,?and biomedical applications of exosomes. Science. 2020 Feb 7;367(6478):eaau6977. doi: 10.1126/science.aau6977.