瘤转移是病症致死的首要原因。长久以来,对瘤转移机理的研究一直聚焦于瘤与机体之间的相互作用。然而在近年来,由于外泌体被发现可以作为包括瘤在内细胞之间信息传递的一种新方式,瘤转移研究领域再度变得火热起来。我所(瘤转移的预警和预防研究所)以谢晓东博士为首的外泌体研究小组一直致力于研究瘤转移与外泌体之间的联系,已取得一系列成果。外泌体是指包含了复杂RNA和蛋白质的小膜泡(30-150nm),现今,其特指直径在40-100nm的盘状囊泡。多种细胞在正常及病理状态下均可分泌外泌体。其主要来源于细胞内内溶酶体微粒内陷形成的多囊泡体,经多囊泡体外膜与细胞膜融合后释放到胞外基质中。外泌体主要来源细胞内溶酶体微粒内陷形成的多囊泡体,经多囊泡体外膜与细胞膜融合后释放到胞外基质。血浆外泌体芯片
随着科学研究的不断深入,目前已经发现外泌体是由通过细胞内吞泡膜向内凹陷形成多泡内涵体,多泡内涵体再与细胞膜融合后,释放到细胞外基质中的一种直径约30~120nm的膜性囊泡。外泌体介导瘤细胞的化疗抵抗。在瘤的治理过程中经常会出现药物耐受的情况,这会导致化疗失败,在这和过程中外泌体以多种途径参与了化疗抵抗这一过程。通常,发生EMT过程的瘤细胞可获得抵抗凋亡能力,而抵抗凋亡通常使瘤表现为化疗抵抗。瘤细胞来源的外泌体能通过传递相关的组织因子(如VEGF、TGF2β)介导细胞发生EMT,从而增加瘤细胞的化疗抵抗能力。血浆外泌体芯片外泌体由于包含的内容物具有明显的组织特异性,为其能成为瘤早期诊断的生物标志物提供了重要保障。
一方面,外泌体可以通过调控细胞的恶性转化如细胞增殖、迁移和侵袭,促进HCC的发生和发展。另一方面,恶性瘤细胞分泌的外泌体可以协同其他瘤细胞一起,调控瘤微环境,以利于HCC发展。人HCC细胞外泌体中含有的一系列miRNAs,会减弱其他HCC细胞中TGF-β通路上的蛋白表达,促进HCC细胞的生长。HCC细胞外泌体还会诱导非致瘤性肝细胞发生细胞迁移和侵袭,具有运动能力的HCC通过释放外泌体诱导肝细胞分泌MMP-2和MMP-9,增强HCC细胞的侵袭能力。经HCC中分离到的CD90+外泌体处理的内皮细胞会表达更多的VEGF和VEGFR1,促进血管生成;同时诱导ICAM-1表达促进细胞转移。还有研究表明外泌体参与HCC缺氧胁迫和药物耐受的调控。
间充质干细胞存在于骨髓、脂肪、脐血、牙髓、滑膜液等部位,是一种能够自我更新的多功能干细胞。间充质干细胞通过旁分泌的形式发挥其生理功能,而外泌体作为一种细胞间传递信息的介质,在间充质干细胞的功能行使中发挥了重要作用。研究发现间充质干细胞来源的外泌体能够修复组织损伤、抑制中流生长和调节免疫响应,具有zhiliao心肌梗死、自身免疫疾病、阿尔兹海默症等疾病的潜力。另外,也有研究显示间充质干细胞来源的外泌体会促进某些中流生长。外泌体可帮助预防胎盘感ran。
唾液中包含来自于唾液腺上皮体外细胞的外泌体,Michael等从唾液中提取外泌体,并对唾液外泌体中的miRNA进行分析,发现此类miRNA有望作为成为唾液腺疾病的生物标志物。Wu等成功从汗液中提取得到外泌体,并进行蛋白质组学分析,在汗液外泌体中鉴定到1062种蛋白质,其中包含多种抗jun肽和免疫因子,表明汗液外泌体参与皮肤免疫。Liu等从患有阿尔兹海默症患小鼠的脑脊髓液中提取得到外泌体,并与野生型小鼠进行对比,发现实验组miR-193b明显下调。外泌体可携带蛋白质、脂类、核酸(miRNAs,ncRNAs)等多种生物功能大分子。辽宁腹膜透析液外泌体鉴定
示踪病毒使用CD9作为生物标记,通过将CD9与荧光蛋白偶联,带荧光的膜蛋白会在表达至外泌体膜上。血浆外泌体芯片
外泌体有很多潜在优势,但是外泌体在药物递送中的应用研究才刚刚起步,尚有许多问题需解决:如何修饰外泌体的靶向性:缺氧瘤细胞来源的外泌体倾向于向缺氧瘤组织内募集;此外,还可通过在外泌体膜表面设计与靶细胞特异性结合的抗体、配体或受体来实现。如何提高药物装载效率:目前主要有①前装载方法(首先将药物加载到母细胞中,随后外泌体形成并包裹药物分泌到细胞外,常用的方法如转染、共孵育等);②后装载方法(直接将药物加载到外泌体中,例如孵育、电穿孔、超声、挤出、冻融循环等);③其他装载方法(主要是通过生物工程修饰母细胞来实现)。如何实现外泌体的大量生产:目前大规模生产外泌体的方法主要是自发生产和非自发生产。血浆外泌体芯片