外泌體（exosome）是一種具有雙層膜結構的囊性小泡，是由細胞分泌的一種細胞外囊泡亞型的生物聚合物，由脂質(zhì)雙分子層包裹，與細胞膜融合后釋放到細胞外基質(zhì)中的多囊體小腔內(nèi)，屬于細胞外囊泡的一種類型，直徑為30-150納米，1983年，外泌體首次于綿羊網(wǎng)織紅細胞中被發(fā)現(xiàn)，1987年Johnstone將其命名為“exosome”。
外泌體內(nèi)含有脫氧核糖核酸、核糖核酸、蛋白質(zhì)等重要的生物活性分子，其產(chǎn)生過程與質(zhì)膜的雙重內(nèi)陷和細胞內(nèi)多泡體的形成有關，由細胞內(nèi)溶酶體微粒通過內(nèi)陷形成“雙凹蝶形”或“杯狀”的多囊泡體。所有培養(yǎng)的細胞類型均可分泌外泌體，且外泌體天然存在于體液中，包括血液、唾液、尿液、腦脊液和乳汁中。
外泌體功能具有顯著異質(zhì)性，參與一系列生理和病理反應，作為物質(zhì)運輸?shù)妮d體，可以將攜帶的內(nèi)容物如核酸、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、代謝物等物質(zhì)在細胞之間進行物質(zhì)交換，從而影響細胞生物學功能。外泌體的常用提取方法有超速離心法、密度梯度離心法、聚乙二醇沉淀法、超濾法、免疫磁珠法、排阻色譜法等。
介紹
現(xiàn)今，外泌體特指直徑在40-100nm的盤狀囊泡。多種細胞在正常及病理狀態(tài)下均可分泌外泌體。其主要來源于細胞內(nèi)溶酶體微粒內(nèi)陷形成的多囊泡體。經(jīng)多囊泡體外膜與細胞膜融合后釋放到胞外基質(zhì)中。
構成
外泌體富含膽固醇和鞘磷脂。2007年，Valadi等發(fā)現(xiàn)鼠的肥大細胞分泌的exosome可以被人的肥大細胞捕獲，并且其攜帶的mRNA成分可以進入細胞漿中可以被翻譯成蛋白質(zhì)，不僅僅是mRNA，exosomes所轉移的microRNA同樣具有生物活性，在進入靶細胞后可以靶向調(diào)節(jié)細胞中mRNA的水平。這一發(fā)現(xiàn)使得研究人員對exosome的研究熱情激增，截止目前已經(jīng)通過286項研究發(fā)現(xiàn)了41860種蛋白質(zhì)、2838種microRNA、3408種mRNA。
一類外泌體中常見的細胞質(zhì)蛋白是Rabs蛋白，是鳥苷[gān]酸三磷酸酶(GTPases,)家族的一種。它可以調(diào)節(jié)外泌體膜與受體細胞的融合，有文獻報道稱RAB4,RAB5和RAB11主要出現(xiàn)在早期以及回收的核內(nèi)體中，RAB7和RAB9主要出現(xiàn)在晚期的核內(nèi)體。現(xiàn)有大量的研究發(fā)現(xiàn)外泌體中含有40種RAB蛋白。除了RAB蛋白，外泌體中富含具有外泌體膜交換以及融合作用的膜聯(lián)蛋白（包括膜聯(lián)蛋白1、2、4、5、6、7、11等）。外泌體膜上富含參與外泌體運輸?shù)乃?a href="/hebeideji/5665175407514958588.html">跨膜蛋白家族（CD63,CD81和CD9）、熱休克蛋白家族（HSP60,HSP70,HSPA5）,CCT2 和HSP90以及一些細胞特異性的蛋白包括A33（結腸上皮細胞來源）、MHC-Ⅱ(抗原提呈細胞來源)、CD86(抗原提呈細胞來源)以及乳凝集素（不成熟的樹突狀細胞）。其它一些外泌體中的蛋白包括多種的代謝類的酶（GAPDH,烯醇化酶1,醛縮酶1,PKM2,PGK1,PDIA3,GSTP1,DPP4,AHCY,TPL1,抗氧化蛋白,P4HB,LDH,親環(huán)素A,FASN,MDH1和CNP）、核糖體蛋白（RPS3）、信號轉導因子（黑色素瘤分化相關因子,ARF1,CDC42,人類紅細胞膜整合蛋白,SLC9A3R1）、粘附因子（MFGE8、整合素）、細胞骨架蛋白以及泛素等。
提純方式
外泌體的提取主要包括以下幾種方式。一是超速離心法，通常也指差速超速離心，這是目前外泌體提取最常用的方法。此種方法得到的外泌體量多，但是純度不足，電鏡鑒定時發(fā)現(xiàn)外泌體聚集成塊，由于微泡和外泌體沒有非常統(tǒng)一的鑒定標準，也有一些研究認為此種方法得到的是微泡不是外泌體。
二是超濾離心，這種操作簡單、省時，樣本處理量大，不影響外泌體的生物活性，但同樣存在純度不足的問題。
三是密度梯度離心法，用此種方法分離到的外泌體純度高，但是前期準備工作繁雜，耗時，量少。
四是免疫磁珠法，這種方法可以保證外泌體形態(tài)的完整，特異性高、操作簡單、不需要昂貴的儀器設備，但是非中性pH和非生理性鹽濃度會影響外泌體生物活性，不便進行下一步的實驗。
五是PS親和法，該方法將PS（磷脂酰絲氨酸）與磁珠結合，利用親和原理捕獲外泌體囊泡外的PS。該方法與免疫磁珠法相似，獲得的外泌體形態(tài)完整，純度最高。由于不使用變性劑，不影響外泌體的生物活性，外泌體可用于細胞共培養(yǎng)和體內(nèi)注射。2016.9《Scientific Reports》雜志發(fā)表了該方法最新數(shù)據(jù)，表明PS法可提取相當高純度的外泌體。
六是色譜法，通常是分子排阻色譜（Size-exclusion chromatography，SEC），是一種基于大小而非分子量實現(xiàn)的分離方法，這種方法分離到的外泌體在電鏡下大小均一，但是需要特殊的設備，應用不廣泛。
七是微流控分離法，該方法通過負壓及震蕩等機械原理分離外泌體，產(chǎn)量純度均具有較大幅度提高，但需要特定設備配合。
介導細胞通訊
人體內(nèi)多種細胞及體液均可分泌外泌體，包括內(nèi)皮細胞、免疫細胞、血小板、平滑肌細胞等。當其由宿主細胞被分泌到受體細胞中時，外泌體可通過其攜帶的蛋白質(zhì)、核酸、脂類等來調(diào)節(jié)受體細胞的生物學活性。外泌體介導的細胞間通訊主要通過以下三種方式：一是外泌體膜蛋白可以與靶細胞膜蛋白結合，進而激活靶細胞細胞內(nèi)的信號通路。二是在細胞外基質(zhì)中，外泌體膜蛋白可以被蛋白酶剪力，剪切的碎片可以作為配體與細胞膜上的受體結合，從而激活細胞內(nèi)的信號通路。有報道稱一些外泌體膜上蛋白在其來源細胞膜上未能檢測出。三是外泌體膜可以與靶細胞膜直接融合，非選擇性的釋放其所含的蛋白質(zhì)、mRNA以及microRNA。
功能
當外泌體在1981年首次被發(fā)現(xiàn)后，Trams等人從各種正常細胞和腫瘤細胞中培養(yǎng)出具有5′-核苷酸酶活性的脫落囊泡，囊泡的平均直徑為500~1000nm，并且通常含有直徑約40 nm的第二群囊泡，這是關于外泌體的最初描述。其被認為是細胞排泄廢物的一種方式，如今隨著大量對其生物來源、其物質(zhì)構成及運輸、細胞間信號的傳導以及在體液中的分布的研究發(fā)現(xiàn)外泌體具有多種多樣的功能。外泌體的功能取決于其所來源的細胞類型，其可參與到機體免疫應答、抗原提呈、細胞遷移、細胞分化、腫瘤侵襲等方方面面。有研究表明腫瘤來源的外泌體參與到腫瘤細胞與基底細胞瘤的遺傳信息的交換，從而導致大量新生血管的生成，促進了腫瘤的生長與侵襲。
參考資料 >