外泌體的研究進展

于 歌，謝 風

(吉林大學中日聯誼醫院 檢驗科,吉林 長春130033)

外泌體的研究進展

于 歌，謝 風*

(吉林大學中日聯誼醫院 檢驗科,吉林 長春130033)

外泌體是一種囊性小泡，其本質是脂質雙分子層，它是細胞通過主動分泌作用產生并排出胞外的。外泌體在細胞間的信息交流以及物質傳遞方面均發揮著及其重要的作用，而隨著醫療技術水平日益完善，使得外泌體在疾病的早期診斷、臨床治療及其預后中發揮不可或缺的作用。本文就現階段外泌體的研究進展及臨床實際應用進行簡要綜述。

1 概念與結構

外泌體(Exosomes，EVs) ，是細胞通過內吞-融合-外排等一系列生物學機制產生并通過主動分泌作用排出細胞外的囊性小泡，其本質是脂質雙分子層[1]。外泌體的細胞來源，以及其內部的蛋白質含量決定了它的密度。一般來說，外泌體的分子直徑約為25- 95 nm。外泌體形態呈杯型或雙凹碟型，但在人體體液中呈球狀[2]。

2 發現與發展

1983年，約翰斯通初次在綿羊的網織紅細胞上發現了外泌體，它被定義為轉鐵蛋白受體的排泄通道。而在之后的研究過程中，驚訝的發現淋巴B細胞中也存在這種囊性小泡，并在淋巴T細胞的增值分化中有重要作用，它甚至可以抑制腫瘤的生長發育[4]。而后在外周血、腦脊液、尿液等人體各種體液中陸續發現了外泌體的存在[5]，這使得外泌體來源方面取得了新進展，驗證了其可由不同細胞產生并釋放的生物學特點[6]。而經由不同細胞分泌的外泌體含有不同的生物學功能，如免疫調節、凝血功能、增值分化、細胞遷移、以及介導細胞間的物質傳遞及交流作用等。

3 功能與特性

細胞分泌的膜性囊泡有多種存在形式，如外泌體、凋亡小體，以及脫落微球。外泌體內含有miRNA，以及各種蛋白成分，參與調節細胞各項生理功能。而其后的研究證明其不僅在正常細胞內發揮作用，外泌體及其內部成分也廣泛指導腫瘤細胞的生長發育，但值得注意的是，外泌體均不含有DNA成分[7]。在外泌體廣泛的生理作用中，細胞間的信息交流以及物質傳遞最為重要[8]，其機制為以下四方面：1) 外泌體作為一種信號物質直接作用于受體細胞；2)外泌體將特異性傳染顆粒或功能性蛋白質傳遞給受體細胞；3)外泌體通過mRNA、microRNA等物質進行遺傳信息的呈遞。4)外泌體可直接在細胞間進行受體轉移；而此時外泌體進入受體細胞后，通過指導轉錄和翻譯，對蛋白進行修飾和定位，并通過一系列過程進而影響受體細胞的細胞表型及生物功能[9]。

4 外泌體與miRNA

通過大量研究及試驗得知外泌體內的miRNA可調控生物信息，從而影響機體內各種生理過程。miRNA經肥大細胞釋放后，經翻譯產生蛋白質，而后經運輸到達靶細胞這一過程，引發了猜想，即外泌體是否可以選擇性地輸送RNA分子？[10]這一大膽的猜想經Valadi等得以證實，卻由于當時的科學技術發展不足使得其具體機制無法得以驗證。

而后不久發現血清及血漿分泌的miRNA主要來源于外泌體，RNA酶可降解miRNA,而miRNA經外泌體保護可免遭破壞。但有一部分研究者認為miRNA通過與某種特異性蛋白質結合后誘導miRNA特異復合物形成，而miRNA是在這種特異性蛋白質的保護下得以免遭降解破壞[11]。

經由不同腫瘤細胞內的外泌體合成并分泌的miRNA擁有不同結構。外泌體源性miRNA與腫瘤的形態、惡性程度、分期分級以及侵襲轉移息息相關。

5 提取，方法及鑒定

離心法最為常用[13]，其中密度梯度離心法是將梯度材料混入待測物質中，利用不同組分間密度不同的原理對待測組分進行分離提純。而過濾離心法，是應用超濾膜將不同相對分子質量的組分加以分離提純[14]。色譜法是通過凝膠孔隙的孔徑與待測物分子大小間的差額而對待測物質進行分離與分析[15]。此外，免疫磁珠法是應用物質結合原理，使得待測組分與特殊物質結合后進行分離與提純[16]。但研究至今，無論是離心法，還是其后的色譜法，免疫磁珠法，均不能同時保證外泌體的生物學活性與高純度，在分離提純方面，有待于進一步研究與發展。

6 診斷與治療

6.1外泌體與腫瘤

腫瘤細胞也可以分泌外泌體，并進入機體發揮雙重調控作用，既可促進腫瘤發生發展，同時也可以抑制其發生發展。外泌體及其分泌的各種生物學物質，均可在腫瘤細胞的發生發展過程中起重要生理作用。經研究發現，腫瘤細胞分泌外泌體含量遠大于正常細胞，期內的遺傳信息物質參與腫瘤發生發展的多個方面。

外泌體檢測可用于腫瘤的早期診斷，其中miRNAs 還可以反映腫瘤進展，判斷腫瘤分期以及監測腫瘤是否轉移。外泌體還可應用于監測腫瘤患者的病情變化，并及時反饋信息指導臨床。至今大量研究表明，應用外泌體制備的腫瘤疫苗，在增強機體免疫功能方面發揮不可或缺的作用[17]。

6.2外泌體與神經系統疾病

經由腫瘤細胞分泌的外泌體，可通過兩方面發揮作用，其一是通過其內蛋白及核酸促進腫瘤發生發展，其二是利用其內抗原誘導免疫反應，及免疫耐受與抑制[18]。而在神經退行性病變中，蛋白質突變導致錯誤分選或錯誤折疊，蛋白質降解途徑遭到阻礙使得大量蛋白質堆積，進而在特定部位形成包涵體。外泌體可攜帶錯誤折疊或突變后的蛋白質，造成有毒蛋白質的擴散，從而促進神經退行性疾病的發生發展[19]。

6.3外泌體與心血管疾病

心臟球，是在近期研究過程中產生的新概念，即在人體外對心臟組織進行分離培養而獲得的細胞集團，因其成球形外觀，故而得名。外泌體可經由心臟球細胞分泌，與其它微粒體共同在心臟組織與異體細胞間的傳遞信息[20]。與此同時，內皮細胞來源外泌體在心血管形成時發揮極其重要的功能[21]。

7 總結與展望

外泌體是細胞之間進行生命活性物質交換的一種重要工具，早已逐漸展開大量實驗研究，因其包含多種蛋白質和遺傳物質， 并且廣泛分布于各種體液中，且具有較長的半衰期，可作為非侵入疾病診斷方法，不僅可以提高疾病早期診斷率，還在極大程度上減輕了病患身體上的疼痛。而進一步深入研究外泌體的生物學結構及功能，在指導疾病早期診斷及臨床藥物研究方面均有前瞻性指導。

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*通訊作者

1007-4287(2017)12-2206-03

2017-04-15)