近些年，外泌體研究受到了極大的關(guān)注，成為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。這種關(guān)注主要來自于外泌體在細(xì)胞間通信、物質(zhì)運(yùn)輸、疾病診斷和治療方法等方面的潛力。 ? 外泌體是由多種細(xì)胞類型分泌的一種納米級囊泡，它們可以在細(xì)胞間進(jìn)行信息交流，將生物分子從一個(gè)細(xì)胞傳遞到另一個(gè)細(xì)胞。這種傳遞方式可以影響細(xì)胞的生長、分化、遷移和代謝等生物學(xué)過程。因此，外泌體在許多生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中都展現(xiàn)出了巨大的潛力，包括腫瘤學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、心血管醫(yī)學(xué)、免疫學(xué)等。 ? 此外，外泌體還可以作為載體，將藥物、基因或營養(yǎng)物質(zhì)從一個(gè)細(xì)胞傳遞到另一個(gè)細(xì)胞，為治療各種疾病提供了新的思路和方法。因此，外泌體的研究和應(yīng)用已經(jīng)成為了生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。 ?

控制外泌體生成的因素

[1]

外泌體以三種方式發(fā)生：包括囊泡出芽成離散的內(nèi)體，內(nèi)體成熟為多泡體（MVB），在質(zhì)膜融合時(shí)釋放外泌體；囊泡從質(zhì)膜直接萌發(fā)；以及通過在細(xì)胞內(nèi)質(zhì)膜連接區(qū)室（IPMC） 萌發(fā)，然后 IPMC 頸部解構(gòu)，延遲釋放?

[2]

。 ? 外泌體的生成是一個(gè)復(fù)雜的過程，受到多種因素的影響。如下： ? 1.細(xì)胞類型和狀態(tài)：不同種類的細(xì)胞和不同的細(xì)胞狀態(tài)都會影響外泌體的生成。例如，一些腫瘤細(xì)胞可以釋放出特定的外泌體，這些外泌體可能包含腫瘤標(biāo)志物，有助于疾病的診斷和治療。此外，細(xì)胞的生理狀態(tài)，如炎癥、氧化應(yīng)激等，也會影響外泌體的生成和內(nèi)容物

[3]

。 ? 2.外部環(huán)境因素：外部環(huán)境因素如溫度、pH值、藥物等也可以影響外泌體的生成

[4-6]

。例如，一些研究顯示，高溫條件下細(xì)胞的出胞過程可能會增加，導(dǎo)致外泌體釋放增加。而一些藥物，如抗癌藥物，可能會影響細(xì)胞的出胞過程，進(jìn)而影響外泌體的生成。 ? 3.生物信息分子：外泌體包含多種生物信息分子，如蛋白質(zhì)、mRNA、microRNA等

[7、8]

。這些分子可以影響接收細(xì)胞的命運(yùn)和功能，因此，它們也是影響外泌體生成的重要因素。例如，一些研究表明，某些特定的mRNA可以促進(jìn)外泌體的生成和釋放。 ? 綜上所述，外泌體的生成是一個(gè)復(fù)雜的過程，受到多種因素的影響。要更好地控制外泌體的生成和應(yīng)用，需要進(jìn)一步研究和了解這些影響因素的作用機(jī)制和作用方式。 ? 以下是一些相關(guān)的文獻(xiàn)依據(jù)： [1]?Minciacchi VR, Freeman MR, Di Vizio D. Extracellular vesicles in cancer: exosomes, microvesicles and the emerging role of large oncosomes. Semin Cell Dev Biol. 2015;40:41–51. doi: 10.1016/j.semcdb.2015.02.010 [2]?A Comprehensive Review on Factors Influences Biogenesis, Functions, Therapeutic and Clinical Implications of Exosomes [3]?Raposo G, Stoorvogel W. Extracellular vesicles: exosomes, microvesicles, and friends. J Cell Biol. 2013;200(4):373–383. doi: 10.1083/jcb.201211138 [4]?Savina A, Furlán M, Vidal M, Colombo MI. Exosome release is regulated by a calcium-dependent mechanism in K562 cells. J Biol Chem. 2003;278(22):20083–20090. doi: 10.1074/jbc.M301642200 [5]??Hessvik NP, Llorente A. Current knowledge on exosome biogenesis and release. Cell Mol Life Sci. 2018;75(2):193–208. doi: 10.1007/s00018-017-2595-9 [6]?Ostrowski M, Carmo NB, Krumeich S, et al. Rab27a and Rab27b control different steps of the exosome secretion pathway. Nat Cell Biol. 2010;12(1):19–30; sup pp 11–13. doi: 10.1038/ncb2000 [7]?Choi DS, Yang JS, Choi EJ, et al. The protein interaction network of extracellular vesicles derived from human colorectal cancer cells. J Proteome Res. 2012;11(2):1144–1151. doi: 10.1021/pr200842h [8]?Pegtel DM, Gould SJ. Exosomes. Annu Rev Biochem. 2019;88:487–514. doi: 10.1146/annurev-biochem-013118-111902 ?

外泌體的生物功能

? 1.?外泌體作為信號分子：

[9]

外泌體可以作為信號分子，在細(xì)胞間傳遞信息。它們可以攜帶多種生物信息分子，如蛋白質(zhì)、mRNA、microRNA等，這些分子可以影響接收細(xì)胞的命運(yùn)和功能。例如，某些特定的mRNA可以促進(jìn)外泌體的生成和釋放，

[10]

從而影響接收細(xì)胞的基因表達(dá)和生物學(xué)行為。 ? [9] Rieu S, Géminard C, Rabesandratana H, Sainte-Marie J, Vidal M. Exosomes released during reticulocyte maturation bind to fibronectin via integrin alpha4beta1. Eur J Biochem. 2000;267(2):583–590. doi: 10.1046/j.1432-1327.2000.01036.x [10] Lin Y, Zhang C, Xiang P, Shen J, Sun W, Yu H. Exosomes derived from HeLa cells break down vascular integrity by triggering endoplasmic reticulum stress in endothelial cells. J Extracell Vesicles. 2020;9(1):1722385. doi: 10.1080/20013078.2020.1722385 ? 2.?外泌體與免疫反應(yīng)：

[11]

外泌體在免疫反應(yīng)中也扮演著重要角色。它們可以作為信號分子，調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的活化和功能，從而影響免疫應(yīng)答和炎癥反應(yīng)。例如，

[12、13]

某些外泌體可以刺激炎癥反應(yīng)，而另一些則可以抑制炎癥反應(yīng)，這取決于它們所攜帶的生物信息分子和接收細(xì)胞的類型。 ?

[11]?Mendt M, Kamerkar S, Sugimoto H, et al. Generation and testing of clinical-grade exosomes for pancreatic cancer. JCI Insight. 2018;3(8). doi: 10.1172/jci.insight.99263

[12]?Balusu S, Van Wonterghem E, De Rycke R, et al. Identification of a novel mechanism of blood-brain communication during peripheral inflammation via choroid plexus-derived extracellular vesicles. EMBO Mol Med. 2016;8(10):1162–1183. doi: 10.15252/emmm.201606271

[13]??Li X, Liu L, Yang J, et al. Exosome derived from human umbilical cord mesenchymal stem cell mediates MiR-181c attenuating burn-induced excessive inflammation. EBioMedicine. 2016;8:72–82. doi: 10.1016/j.ebiom.2016.04.030

? 3.?外泌體與腫瘤研究：

[14]

外泌體在腫瘤研究中也發(fā)揮了重要作用。腫瘤細(xì)胞釋放的外泌體可以影響周圍細(xì)胞的行為和功能，從而促進(jìn)腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移。例如，

[15]

某些腫瘤細(xì)胞釋放的外泌體可以刺激血管生成，為腫瘤提供營養(yǎng)支持；

[16]

另一些則可以抑制免疫細(xì)胞的活性，逃避免疫系統(tǒng)的攻擊。 ? [14]?Boriachek K, Islam MN, M?ller A, et al. Biological functions and current advances in isolation and detection strategies for exosome nanovesicles. Small. 2018;14(6). doi: 10.1002/smll.201702153 [15]?Kucharzewska P, Christianson HC, Welch JE, et al. Exosomes reflect the hypoxic status of glioma cells and mediate hypoxia-dependent activation of vascular cells during tumor development. Proc Natl Acad Sci U S A. 2013;110(18):7312–7317. doi: 10.1073/pnas.1220998110 [16]?Montecalvo A, Larregina AT, Shufesky WJ, et al. Mechanism of transfer of functional microRNAs between mouse dendritic cells via exosomes. Blood. 2012;119(3):756–766. doi: 10.1182/blood-2011-02-338004 ? ? 4.?外泌體在疾病診斷中的應(yīng)用：

[17]

外泌體還可以作為疾病診斷的標(biāo)志物。它們可以攜帶特定的生物標(biāo)志物，如腫瘤標(biāo)志物、炎癥標(biāo)志物等，這些標(biāo)志物可以反映疾病的發(fā)生和發(fā)展過程。因此，外泌體可以用于疾病的早期診斷、病情監(jiān)測和預(yù)后評估。 ?

[17]?Zhang Y, Liu Y, Liu H, Tang WH. Exosomes: biogenesis, biologic function and clinical potential. Cell Biosci. 2019;9:19. doi: 10.1186/s13578-019-0282-2

?

?

5.?外泌體作為藥物遞送載體：外泌體具有作為藥物遞送載體的潛力。

[18]

它們可以作為藥物的運(yùn)輸工具，將藥物準(zhǔn)確地遞送到目標(biāo)組織和器官。通過將藥物包裹在外泌體內(nèi)，可以保護(hù)藥物免受體內(nèi)環(huán)境的破壞和降解，提高藥物的穩(wěn)定性和生物利用度。此外，外泌體還可以通過調(diào)節(jié)藥物的釋放方式和時(shí)間，實(shí)現(xiàn)藥物的精準(zhǔn)控制和靶向治療。 ?

[18] Fan Y, Li Y, Huang S, Xu H, Li H, Liu B. Resveratrol-primed exosomes strongly promote the recovery of motor function in SCI rats by activating autophagy and inhibiting apoptosis via the PI3K signaling pathway. Neurosci Lett. 2020;736:135262. doi: 10.1016/j.neulet.2020.135262

? ? 總之，外泌體的生物功能研究涉及多個(gè)方面，包括細(xì)胞間信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、免疫反應(yīng)、腫瘤研究、藥物遞送載體和疾病診斷等。隨著研究的深入，外泌體的生物功能將進(jìn)一步揭示其在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要作用和應(yīng)用前景。 ? ?

外泌體生物學(xué)面臨的挑戰(zhàn)

? 1.由于外泌體缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的分離和純化技術(shù)、分離方法效率低下、表征困難以及缺乏特異性生物標(biāo)志物，我們在外泌體純度方面仍然面臨挑戰(zhàn)。 2.是外泌體的各種細(xì)胞來源，這可能會影響特定的應(yīng)用。例如，在外泌體在癌癥治療中的應(yīng)用時(shí)，我們應(yīng)該避免使用來自癌細(xì)胞的外泌體，因?yàn)樗鼈兙哂兄掳┨匦?。最后，由于從不同類型的?xì)胞和不同的細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)中提取，外泌體具有不同的性質(zhì)。

外泌體研究產(chǎn)品推薦

更多文獻(xiàn)解讀，實(shí)驗(yàn)技巧，可在“優(yōu)寧維分子生物”公眾號進(jìn)行查詢