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外泌体综述

小小矮马

2024/08/19
小矮马

生命科学仪器综合讨论

外泌体综述

外泌体是直径30-150纳米之间的细胞外囊泡，在疾病发生和进展中起着重要作用。因此，外泌体在早期诊断、靶向治疗等方面均具有很大的潜力。

外泌体生物发生及作用

外泌体的生物发生

1967年，Wolf在人血浆中首次发现一种来源于血小板膜泡的物质，并将其称之为“血小板尘埃”。之后，所有的生物体液以及体外培养的细胞上清中都被检测到含有囊泡。外泌体的生物发生涉及多种机制，这些机制有助于蛋白质和RNA等在细胞间的传递，从而生成具有源细胞特定成分的外泌体。多囊泡体(MVBs)的极限膜向内萌芽形成腔内囊泡(ILVs),等到晚期内体成熟后，MVBs可以与质膜融合，在细胞外空间中释放封闭的ILVs，被释放出去的ILVs称为外泌体。外泌体主要通过两种不同的机制释放，即跨反式高尔基网络释放和诱导释放。Rab家族蛋白，如Rab27a和Rab27b，是外泌体分泌的关键调节剂。除了Rab27a和27b外，其他Rab家族成员Rab35和Rab11也已被证明通过与GTPase激活蛋白TBC1结构域家族成员10A-C(TBC1D10A-C)相互作用来调节外泌体的分泌。研究还表明，癌症抑制蛋白p53能通过调节各种基因的转录（如TSAP6和CHMP4C）来刺激和增加外泌体分泌的速率。

外泌体的作用

外泌体是由细胞释放的纳米级囊泡，存在于不同的生物体液中，如血液、唾液和尿液。这些囊泡携带丰富的“货物”，包括蛋白质、信使RNA(mRNA)和microRNA(miRNA)。1983年，Pan在大鼠网织红细胞中首次观察到内吞囊泡的分泌。1987年，科学家Johnstone将这类囊泡定义为“外泌体”。最初，科学家认为外泌体是由细胞产生的代谢废物。然而，随着对外泌体的研究更加深入，人们逐渐抛弃这一误解。越来越多的研究表明，外泌体参与细胞间通信，是细胞微环境和旁分泌信号的重要组成部分。1998年，L.Zitvogel等人发表了一项关于树突细胞（DCcell）能产生有抗原提呈能力的外泌体的研究，阐明了外泌体含有功能性的MHC-I类II类分子和共刺激因子。2007年，H.Valadi等人的研究证实，细胞之间可以利用外泌体RNA交换遗传物质。这说明了细胞之间可以通过外泌体互相影响，甚至可以将一个细胞的基因强加到另外一个细胞上。2013年，美国科学家JamesE.Rothman、RandyW.Schekman及德国科学家ThomasC.Südhof共同获得当年诺贝尔生理医学奖，以表彰他们发现并阐明了细胞囊泡运输系统及其调控机制。来自癌细胞的外泌体已被证实可以调节癌症细胞生长、增殖、迁移过程，还能影响癌症的化疗耐药。因此，外泌体是理想的可作为非侵入性诊断和预后的生物标志物。

外泌体的分离分析方法

基于对外泌体研究的需要，科学界对外泌体的高效分离、定量和分析方法也在不断尝试和深入。由于样品基质和外泌体理化性质的复杂性，从体液中准确分离外泌体仍存在重大挑战。在过去的几十年里，研究主要使用差分和密度梯度离心、超滤和免疫分离等方法。目前，已有商业外泌体分离试剂盒投入使用。商业试剂盒通过用聚乙二醇或类似成分沉淀囊泡来减少耗时，但是存在非囊泡与外泌体一起共沉淀的弊端，外泌体的常规检测方法仍需向快速、高效、可重复和低成本的方向改进。近年来，基于研究和临床需要，越来越多的分析方法已经被用来分析外泌体。例如，酶联免疫吸附测定（ELISA）、纳米颗粒跟踪分析技术（NTA）、流式细胞术和荧光活化细胞分选（FACS）已成功开发用于外泌体定量。

蛋白质谱分析在外泌体中的应用

外泌体蛋白质组学是对外泌体中的蛋白质进行全面分析，以了解其生物学功能和疾病相关性。外泌体蛋白质组学分析涉及到外泌体的分离纯化、鉴定、数据分析等过程。蛋白质谱是外泌体蛋白质组学研究的手段之一，通过质谱可以获得蛋白质的名称、组成、表达量等信息，进而找到与疾病相关的蛋白质，探索可以用于疾病早期诊断和预后评估的生物标志物。质谱分析具有灵敏度高、通用性强、准确性高等优点，在研究中发挥了重要作用。

附件：

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