【文章內容簡介】 年9月前收錄)[24]。蛋白質譜分析發(fā)現(xiàn)這些蛋白包括血管內皮生長因子、堿性成纖維細胞生長因子、血小板衍生生長因子、轉化生長因子β、MAPK通路信號分子、RHO通路信號分子、Tie2/TEK及細胞黏附分子等。這些蛋白質分子部分是酶類，酶催化具有高效性，能夠放大其效應，相比RNA，進入內皮細胞的蛋白質能夠即時迅速發(fā)揮作用，在維持血管新生以及維持血管功能及修復損傷組織等方面起主要作用。Ratajczak等[25]證實小鼠胚胎干細胞來源的MVs能把蛋白質和mRNA轉運到造血祖細胞中，并使其重新編程，這一作用經RNase處理微粒后不復存在，表明有微粒轉運的mRNA不僅能穩(wěn)定存在于靶細胞，還能在靶細胞內被翻譯成相應蛋白。近年來有研究者報道在這類囊泡中發(fā)現(xiàn)lncRNA、circRNA等noncodingRNA及gDNA[2021，26]。microRNA (miRNA)是一類長約22 nt且高度保守的單鏈小分子RNA，本身不編碼蛋白質但能夠在轉錄后水平調控基因的表達。且一個miRNA能夠調控多個mRNA，而一個mRNA能同時被多個miRNA調控，目前已知miRNA的功能有調控細胞的增殖、分化和代謝，并與心血管疾病、腫瘤、白血病等疾病的發(fā)生、發(fā)展有著密切聯(lián)系。lncRNA即長鏈非編碼RNA，是一類本身不編碼蛋白、轉錄本長度超過200 nt的長鏈非編碼RNA，能干擾mRNA的剪切，他在表觀遺傳調控、轉錄調控以及轉錄后調控等多層面調控基因的表達。circRNA即環(huán)狀RNA，是一類特殊的非編碼RNA分子，富含miRNA結合位點，在細胞中起到miRNA海綿的作用，進而解除miRNA對靶基因的抑制作用，升高靶基因的表達水平。Collino等[27]通過miRNA芯片對比骨髓MSC和肝臟MSC與兩者分泌的微粒發(fā)現(xiàn)一些miRNA同時存在于微粒和來源母細胞中，一些miRNA只存在于母細胞中，一些miRNA則只存在微粒中。Chen等[19]的一項人臍帶間充質干細胞來源的微囊泡成血管相關蛋白分析中關于細胞外囊泡中蛋白質成分分析也有類似發(fā)現(xiàn)，目前這種現(xiàn)象發(fā)生的機制仍不明確有待進一步研究。 細胞外囊泡參與細胞間物質、信息傳遞 在生理、病理條件下，細胞外囊泡將其攜帶生物信息運輸?shù)街苓叞屑毎蚪浹貉h(huán)及體液運輸而被遠處組織細胞攝取，進而對靶細胞遺傳組進行重新編排，使靶細胞獲得新的功能或失去某功能甚至死亡[28]。一項研究表明成纖維細胞來源的、攜帶有miR195的細胞外囊泡能夠在膽管癌大鼠體內富集，降低腫瘤大小，改善治療鼠的存活[29]。細胞外囊泡作用于靶細胞參與細胞間信息傳遞主要有3種方式：第1種，通過其攜帶的特異性表面分子配體與靶細胞上相應受體位點結合；第2種，直接與靶細胞質膜融合，釋放其內容物到靶細胞胞質中。第3種，通過內陷以類似胞吞作用的機制將信息直接傳遞給靶細胞(圖3)。 細胞外囊泡參與疾病的發(fā)生發(fā)展 中樞神經細胞來源的細胞外囊泡可以進入血液循環(huán)并在外周循環(huán)中發(fā)揮其促增殖、分化及抗凋亡的作用，在阿爾茨海默病和帕金森病等退行性疾病及其他中樞神經系統(tǒng)疾病中發(fā)揮著重要作用。內皮細胞來源細胞外囊泡本身與機體高凝傾向和小血管炎癥等微循環(huán)障礙疾病有密切關系[30]。T細胞來源的外泌體可通過磷脂酰絲氨酸識別單核細胞膜表面的受體，誘導膽固醇堆積，進而促進動脈粥樣硬化形成[31]。類風濕性關節(jié)炎患者關節(jié)滑液來源的纖維母細胞分泌的細胞外囊泡攜帶的TNFα結合于T淋巴細胞后抵抗機體活化誘導的細胞死亡，從而加重關節(jié)炎癥狀[32]。細胞外囊泡也參與體內自噬過程，有研究指出，經煙霧提取物誘導人氣道上皮細胞后收集到的HBEC細胞外囊泡中miR210表達量上調，后者作圖3 以外泌體為例闡釋細胞外囊泡與靶細胞信息傳遞方式圖注：圖A顯示富含母細胞信息的外泌體從細胞中釋放出來；B：通過其攜帶的特異性表面分子配體與靶細胞上相應受體位點結合；C：直接與靶細胞質膜融合，釋放其內容物到靶細胞胞質中；D：改變外泌體作用方式時對靶細胞影響；E：通過內陷以類似胞吞作用的機制將信息直接傳遞給靶細胞。用于自噬相關調節(jié)蛋白ATG7進而負性調控自噬水平，促進肌成纖維細胞分化，導致氣道重塑[8]。細胞外囊泡還參與調節(jié)機體的適應性免疫和固有免疫。胎盤來源的細胞外囊泡攜帶有自然殺傷淋巴細胞和其他免疫系統(tǒng)組分的抑制性配體，從而對胎兒起免疫保護作用。腫瘤細胞來源的外泌體高表達FasL配體當與CD8+T細胞上FasL受體結合后能誘導CD8+T細胞凋亡，導致腫瘤免疫逃逸。此外，細胞外囊泡 不僅與腫瘤細胞增殖、上皮間質轉化及遠處轉移相關，在腫瘤細胞耐藥方面也發(fā)揮重要作用?？傊毎饽遗菰谏頎顟B(tài)維持以及細胞遷移、血管新生、血栓形成、免疫炎癥反應、腫瘤浸潤和轉移等過程中發(fā)揮重要作用[29]。 細胞外囊泡能作為標記物診斷疾病、評估預后 細胞外囊泡有望作為一種非侵入性標記物，在心血管疾病、腎臟疾病、中樞神經系統(tǒng)疾病診斷以及癌癥等的早期篩查等方面起重要作用。這一作用主要有賴于細胞外囊泡攜帶的生物信息物質，尤其是RNA，有文獻報道，急性冠脈綜合征(ACS)患者血清中，肌特異性miR1和miR133a表達水平升高，并且這一變化和肌鈣蛋白T(CTnT)水平相關[7]。血液中膜微粒與內皮祖細胞的比值(MPs/EPCs)能反應ACS中內皮細胞凋亡與修復的變化情況[33]。血液循環(huán)中細胞外囊泡攜帶的miRNA可以用于心肌梗死、腦膜瘤的診斷；尿液細胞外囊泡中含有一些蛋白質、miRNA可輔助診斷腎臟疾病及膀胱癌等[34]。Fleitas等[35]指出循環(huán)血流中的EMP可作為判斷終末期非小細胞肺癌預后指標。有研究首次證明，在血清中的循環(huán)外泌體可以作為一種特殊標志物用于診斷早期胰腺癌[36]。Bank等[37]在最近的一份研究中指出以血液學生物標記物為基礎的血漿細胞外囊泡測定是一種可能提高心血管疾病診斷及預后的一種新途徑。但需注意的最新一項研究指出是外周血來源的MVs成分及其生物活性受儲存條件、存放時間以及抗凝管的選擇等影響[38]。 細胞外囊泡能作為藥物或藥物載體發(fā)揮治療作用 近幾年來研究證實干細胞來源的細胞外囊泡有著類似于干細胞的生物學功能同時兼具其他眾多優(yōu)點，如體積小、易穿透生物膜、免疫原性低等，且其特殊的脂質雙分子層膜性結構可保護其內容物的降解，同時抵擋RNAse對核酸的破壞，保證其生物學活性。這類囊泡能通過調節(jié)免疫炎癥反應、調節(jié)血管內皮細胞及平滑肌細胞功能、抗纖維化、促血管及細胞再生、改善受損細胞的凋亡及增殖等多種機制對多種疾病發(fā)揮治療作用，且這種作用在組織再生和修復中尤為突出,能為干細胞治療非細胞途徑開辟新路徑[39]。間充質干細胞細胞外囊泡能減少大鼠缺血再灌注腎臟損傷模型及小鼠殘腎模型中腎臟淋巴細胞浸潤。促進大鼠腦卒中損傷后組織修復。可減輕肺小動脈壁的增生肥厚，減輕肺血管狹窄及重構，改善肺血流動力學異常，從而有效降低肺動脈壓力，提高肺動脈高壓實驗大鼠生存質量及存活率。一項關于小鼠心肌梗死模型研究表明，來源于過表達HIF1的心臟內皮細胞來源的exosome與心臟祖細胞共同輸注到成年NOD/SCID小鼠中能提高移植CPC的存活，改善心肌梗死損傷，并證實是exosome中富含的miR12miR210起作用[40]。誘導性多潛能干細胞來源的細胞外囊泡用于組織再生治療，則可大大降低誘導性多潛能干細胞的致瘤等風險，這些都為干細胞非細胞途徑治療疾病提供新視角。也有學者報道，一定條件下，用腫瘤抗原刺激樹突細胞后獲取的細胞外囊泡能誘導抗腫瘤免疫反應，而有望用于腫瘤治療，目前已有臨床一期實驗相關報道[1011]。基于細胞外囊泡而進行的免疫療法越來越引人注意，有學者提出有望將其作為“疫苗”用于預防傳染性疾病，但目前還缺乏臨床實驗數(shù)據(jù)。此外，細胞外囊泡能成為理想的藥物載體，可利用電穿孔或脂質體轉染的方式直接把藥物轉入細胞外囊泡或者將編碼興趣蛋白質的基因轉入分泌細胞外囊泡的細胞以達到更好的效果[4142]。如Ohno等[43]在EGFR+的乳腺癌小鼠模型中，將天然 細胞外囊泡用GE11 肽段(氨基酸序列為：YHWYGYTPQNVI)進行修飾，使其攜帶抗腫瘤miRNA，從而將載有核酸藥物運送至靶細胞，使其能夠特異性地與 EGFR結合，以達到治療效果。Ibrahim等[44]人發(fā)現(xiàn)心源性心球樣細胞團(CDCs)來源的攜帶特定miRNA的exosome在鼠科動物心肌梗死模型中起保護作用，文中提到，CDCsexosome富含miR146a，但當不用exosome只用miR146a用于治療時，不能看到這種保護作用，然而當敲出miR146a后，CDCsexosome仍能抑制心肌細胞凋亡，提示細胞外囊泡能作為載體用于再生治療。3 小結 Conclusion到目前為止，細胞外囊泡尚有許多功能不為人知，已有的實驗研究結果表明細胞外囊泡能將其攜帶的脂質、蛋白質、gDNA、mRNA及microRNA等noncodingRNA釋放到受體細胞，作用于多個分子靶點改變受體細胞功能。他們參與細胞間信號通訊、炎癥反應、纖維化、細胞存活與凋亡、血管新生、血栓形成、自噬、免疫抑制及免疫激活等，有望成為輔助疾病診斷及預后判斷的分子標志物；在治療、預防疾病方面也有著廣闊前景；能為干細胞治療非細胞途徑開辟新路徑；還有可能作為藥物的天然載體為臨床治療帶來福音。但目前研究多限于動物實驗和細胞分子水