在20世纪80年代,外泌体被描述为从网织红细胞分泌的内体来源的囊泡。人们对这些细胞外囊泡的兴趣逐渐增加,因为它们似乎参与了很多细胞过程。外泌体携带蛋白质、脂质和RNAs,介导体内不同细胞类型之间的细胞间通讯,从而影响正常和病理状态。只有近,科学家才认识到将外泌体与其他类型的细胞外囊泡分开的困难,这排除了特定功能对不同类型分泌的囊泡的明确归因。为了阐明这个复杂但正在发展的科学领域,该综述着重于外泌体和其他分泌的细胞外囊泡的定义。讨论了它们的生物发生,分泌及其后续的命运,因为它们的功能依赖于这些重要过程。从外泌体中筛选的生物标志物,可用于疾病的诊断、预后及治理。血浆外泌体摄取
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。山东外泌体融合实验外泌体中含有丰富的蛋白质和遗传物质DNA以及RNA等。
人体内多种细胞及体液均可分泌外泌体,包括内皮细胞、免疫细胞、血小板、平滑肌细胞等。当其由宿主细胞被分泌到受体细胞中时,外泌体可通过其携带的蛋白质、核酸、脂类等来调节受体细胞的生物学活性。外泌体介导的细胞间通讯主要通过以下三种方式:一是外泌体膜蛋白可以与靶细胞膜蛋白结合,进而唤醒靶细胞细胞内的信号通路。二是在细胞外基质中,外泌体膜蛋白可以被蛋白酶剪切,剪切的碎片可以作为配体与细胞膜上的受体结合,从而唤醒细胞内的信号通路。有报道称一些外泌体膜上蛋白在其来源细胞膜上未能检测出。三是外泌体膜可以与靶细胞膜直接融合,非选择性的释放其所含的蛋白质、mRNA以及microRNA。
外泌体不只可作为疾病诊断的生物标志,而且可作为天然的药物传递载体。外泌体能够负载的治理物质包括小分子化合物、蛋白质、寡核苷酸等,且在体液中宽泛分布且具有定向归巢能力。外泌体独特的生物兼容性、高稳定性、瘤靶向性使其在未来瘤治理中有很大的利用价值。外泌体能够装载的治理物质包括小分子化合物、蛋白质、寡核苷酸等。作为小分子化合物载体,外泌体装载姜黄素、紫杉醇、阿霉素等主要是用于抗瘤研究;已经发现外泌体可递送多种蛋白质,例如酶,细胞骨架蛋白质和跨膜蛋白质;外泌体作为核酸分子的药物载体主要用于基因治理,外泌体天然的可以携带遗传(例如miRNA,siRNA)到靶细胞中,从而在生物学和致病过程中诱导遗传修饰。蛋白质分子在外泌体信号传递过程中起到了非常重要的作用。
外泌体的生物发生途径主要包括三个关键的检查点:ILV的形成,阻止MVEs的降解以及MVEs和细胞膜的融合,这三个检查点都包含在内体相关的囊泡运输过程中。RABGTPase定位到特定膜结构的表面,通过招募效应因子来调节相应膜结构的囊泡运输,例如,在内体溶酶体运输网络中,RAB5调节早期内体的形成及相互融合;内体膜上RAB5到RAB7的转换调节早期向晚期内体的转变;RAB7调节晚期内体/MVEs与溶酶体的融合来降解ILVs;RAB27调节MVEs与细胞膜的对接和融合来释放ILVs形成外泌体。内吞的膜蛋白,特别是受体酪氨酸激酶家族的表皮生长因子受体,定位到内体和MVEs,通过MVEs和溶酶体融合来进入溶酶体降解,此过程受多种RABGTPases和ESCRT复合体的调控。外泌体能向病变细胞输送功能性物质,所以有很大潜力作为基因和药物递送的载体。黑龙江外泌体lncRNA芯片
细胞分泌到细胞外环境中分别称为外泌体和微泡的细胞外膜泡。血浆外泌体摄取
虽然系统递送的外泌体主要在肝脏、肾脏和脾脏中积累,但通过在外泌体的外表面上展示特定的靶向分子。例如,识别靶抗原的肽或抗体片段,可以获得靶向外泌体;通过在细胞分泌囊泡上展示糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚定的纳米抗体,可以使细胞分泌囊泡显示多种蛋白,包括抗体、荧光蛋白和信号分子。自然分泌的外泌体分离纯化直接作为药物的潜力有限,但是,将自然的外泌体分泌所需组分掺入合成脂质体或纳米颗粒中,并且使用可控程序组装后的工程化外泌体模拟物在药学上拥有更大的应用潜力。血浆外泌体摄取