初识外泌体:从“清除细胞废物的垃圾袋”成长为“科学网红”

二维码

  生物体内所有细胞都是通过直接接触或者由细胞因子、趋化因子等分泌蛋白介导进行信息传递。近年来,作为担任这种细胞间信息传递的新因子,细胞外囊泡(extracellularvesicles,EVs)受到了大家的关注。科学家发现,EVs是由细胞分泌的具有磷脂双分子层结构的囊泡,能够通过其携带的生物大分子(蛋白质、RNA、DNA及细胞因子)调节受体细胞的生物学特性,参与细胞的生理和病理过程[1,2]。根据其生物学表型主要分为3种类型:微泡、凋亡小体和外泌体。微泡是由直接向外的细胞膜出芽形成,凋亡小体是由凋亡细胞膜裂解的碎片构成,外泌体则起源于细胞的内吞过程。外泌体在过去30年中对细胞生物学发展具有着革命性贡献。外泌体通过调节细胞与细胞之间的各种生物过程,已成为细胞间通讯的关键介质,由于其独特的结构及生物特性,引起学者们广泛关注。


  外泌体的结构及生物学特性


  外泌体是EVs一个重要的亚群,最早可追溯到1983年,由Johnstone等[3]在研究网织红细胞分化形成成熟红细胞的过程中提出,并于1987年在超速离心下正式得到这种囊泡,命名为外泌体,是由细胞内多泡体与细胞膜融合而释放到细胞外、直径40nm-100nm、密度1.13g/mL-1.19g/mL的膜性囊泡状小体[4]。形态呈扁形或球形小体,有些为杯状;在体液中以球形为主。肿瘤细胞中过度表达的某些蛋白质在外泌体中也可能会出现,根据不同的细胞来源,外泌体可表达独特的生物蛋白[5],肿瘤细胞外泌体(tumorderivedexosomes,Tex)携带大量的mRNA及微小RNA(microRNA,miRNA),在肿瘤发生发展过程中发挥重要作用。外泌体中DNA的相关报道较少。


  外泌体最初被认为是一种用来清除细胞中废物的“垃圾袋”,在生理及病理状态下,可以由各种细胞包括免疫细胞干细胞及肿瘤细胞主动分泌到细胞外,并可将源自“母体”细胞的大量生物分子运载至其他细胞,与肿瘤的发病机制密切相关。其生物学特性包括:第一,由于其体积微小,能够避开单核巨噬细胞对其的吞噬,且能穿过血管壁到细胞外基质,因而广泛存在于人体各种体液中,包括血液、唾液、尿液、脑脊液及胸腹水;其次,由于其具有磷脂双分子层结构,生物学相对稳定,难于降解。外泌体与靶细胞间的信息传递主要通过3条途径实现:受体-配体相互作用;质膜直接融合;吞噬作用内吞。肿瘤细胞较正常细胞分泌更多外泌体,分析Tex成分可以反应其“母体”细胞的分化及功能状态,其大小及表面蛋白具有高度异质性,即使是由同一个细胞分泌,因为不同分化状态,Tex成分亦可不同,这种独特的分子特征用于与不同肿瘤及正常细胞的鉴别。由于外泌体在肿瘤微环境中的细胞间通讯作用,对于肿瘤的发生、发展、转移、免疫逃避及耐药性等均发挥重要作用。

联系我们
电话咨询 15316494880