外泌體簡介

外泌體是由多種活細(xì)胞通過內(nèi)吞-融合-外排等一系列生物學(xué)機(jī)制而形成的，具有脂質(zhì)雙層膜結(jié)構(gòu)的納米級微小囊泡。其最早是在1983年由Johnstone RM等研究羊成熟網(wǎng)織紅細(xì)胞過程中囊泡的形成時發(fā)現(xiàn)，在生理和病理?xiàng)l件下，都可以被一些細(xì)胞以胞吐的方式所釋放，如：免疫細(xì)胞、干細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞，且廣泛分布于外周血、尿液、唾液、腹水、乳汁、腦脊液等多種體液中。外泌體含有大量生物活性物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)、病毒和朊病毒等。這些成分在腫瘤微環(huán)境內(nèi)相互作用，在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。

生物學(xué)特性

外泌體的密度為1.13~1.21g/mL，直徑約為30~100nm，在電鏡下觀察常呈杯型或雙凹碟型，在人體體液中常呈球型。通常采用超速離心法、過濾離心法、密度梯度離心法、色譜法、免疫磁珠法、聚乙二醇沉淀法等方法提取得到外泌體。外泌體含有大量生物活性物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)、病毒和朊病毒等。外泌體中脂質(zhì)成分主要包括膽固醇、鞘磷脂、卵磷脂、磷酯酰絲氨酸、磷脂酰肌醇、神經(jīng)節(jié)苷脂、聚甘油磷脂、飽和脂肪酸等，這些脂質(zhì)結(jié)構(gòu)具有提高細(xì)胞膜穩(wěn)定性的作用。

外泌體中含有豐富的蛋白質(zhì)，主要包括膜運(yùn)輸和融合相關(guān)的蛋白質(zhì)如Rab蛋白、GTP酶、膜聯(lián)蛋白等；細(xì)胞骨架成分如肌動蛋白、微管蛋白等；四跨膜蛋白，如CD9、CD63、CD81、CD82等；與外泌體形成相關(guān)的蛋白質(zhì)如腫瘤易感基因101蛋白(TSG101)、ALG-2相互作用蛋白X(ALix)、內(nèi)體分揀轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合物(ESCRT)等；熱休克蛋白如HSP70、HSP60和HSP90。此外，外泌體還包含與細(xì)胞來源和組織類型相關(guān)的各種特異性蛋白，如主要組織相容性復(fù)合體Ⅰ(MHCI)、MHCⅡ、細(xì)胞黏附分子等。除蛋白質(zhì)和脂質(zhì)外，外泌體還包含大量的核酸，如信使RNA(mRNA)、微小RNA(miRNA)、長鏈非編碼RNA(LncRNA)和DNA等。

外泌體與腫瘤免疫治療

近日，來自加州大學(xué)舊金山分校(University of California， San Francisco)的研究人員在Cell雜志上發(fā)表文章，發(fā)現(xiàn)腫瘤來源的外泌體上的PD-L1也參與了腫瘤細(xì)胞的免疫治療逃避。重要的是，對于一些PD-L1抗體治療效果不佳的腫瘤類型，通過抑制外泌體PD-L1分泌并同時進(jìn)行PD-L1抗體治療，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的抗腫瘤免疫治療。

外泌體生物發(fā)生的關(guān)鍵酶包括NSMASE2(又稱SMPD3)和RAB27A，SMPD3促進(jìn)囊泡內(nèi)體的萌芽，RAB27A參與MVB與質(zhì)膜的融合。因此，通過對這些酶調(diào)控可實(shí)現(xiàn)對外泌體在體內(nèi)作用的干預(yù)。通過對Rab27a和nSMase2進(jìn)行基因敲除以及從外源引入的外泌體方式，研究人員發(fā)現(xiàn)來自腫瘤細(xì)胞的外泌體PD-L1以免疫依賴的方式促進(jìn)腫瘤生長。

實(shí)驗(yàn)表明，外泌體PD-L1在引流淋巴結(jié)處抑制T細(xì)胞功能。外泌體PD-L1能夠促進(jìn)PD-L1抗體治療的耐受性，在PD-L1抗體治療無效的前列腺癌中，PD-L1和外泌體促進(jìn)前列腺癌細(xì)胞生長。值得注意的是，短期存在的外泌體PD-L1缺陷也會導(dǎo)致長期全身性的抗腫瘤免疫。外泌體PD-L1的這種作用在結(jié)直腸癌模型中也被證實(shí)。在結(jié)直腸癌中，PD-L1抗體與外泌體PD-L1分泌的抑制可共同實(shí)現(xiàn)腫瘤抑制效果。因此，外泌體PD-L1是一種新的免疫治療靶點(diǎn)，可以解決目前PD-L1抗體治療存在的耐受性問題。

Sirtuins是NAD+依賴性去乙?；福涑蓡TSIRT1失調(diào)的遺傳和代謝背景可能描述其腫瘤抑制功能。SIRT1的丟失與細(xì)胞周期缺陷、染色體不穩(wěn)定性以及包括乳腺癌在內(nèi)的幾種癌癥類型中的DNA修復(fù)受損有關(guān)。

來自康奈爾大學(xué)的研究人員在近期的Developmental Cell雜志上發(fā)表文章，鑒定了SIRT1的新型乳腺癌腫瘤抑制功能。研究人員報(bào)道SIRT1的損失損害溶酶體功能，導(dǎo)致促腫瘤發(fā)生外泌體和水解酶組織蛋白酶B的分泌增加。這些促腫瘤發(fā)生的外泌體可以重塑細(xì)胞外基質(zhì)并增強(qiáng)培養(yǎng)的乳腺癌細(xì)胞的侵襲性。

該研究表明浸潤性乳腺癌細(xì)胞中SIRT1的缺失限制了溶酶體酸化并使MVB重新導(dǎo)向與細(xì)胞表面融合，從而增加了外泌體和水解酶的分泌。這些分泌的因子一起增加了侵襲性較小的癌細(xì)胞的侵襲和增殖。雖然SIRT1缺失細(xì)胞的分泌蛋白組的體內(nèi)相關(guān)性未知，但證據(jù)表明SIRT1的喪失足以改變細(xì)胞間通訊和受體癌細(xì)胞的行為。該研究為癌癥中的溶酶體生物學(xué)提供了新的見解，并開啟了關(guān)于外泌體成分包裝調(diào)控和外泌體對腫瘤微環(huán)境中受體細(xì)胞的影響的新見解。

外泌體在肺癌診斷中的作用

隨著對肺癌診斷方法研究的深入，目前國內(nèi)外正在廣泛研究血清生物學(xué)標(biāo)志物聯(lián)合低劑量螺旋CT(LDCT)的肺癌診斷策略，通過血清生物學(xué)標(biāo)志物篩查肺癌是目前研究的熱點(diǎn)和趨勢。研究表明，外泌體分泌的miRNA和蛋白質(zhì)可作為肺癌臨床應(yīng)用中較理想的新的生物學(xué)診斷標(biāo)志物。

Giallobardo M等利用定量聚合酶鏈反應(yīng)(qPCR)分析NSCLC患者血液中提取的外泌體所分泌的8個miRNA(miR-30B、-30C、103、-122、-195、-203、-221和-222)均與NSCLC相關(guān)；Cazzoli R等采用qPCR研究發(fā)現(xiàn)肺腺癌患者血液提取的外泌體所攜帶的4種miRNA(hsa-miR-378A、-379、-139-5P和-200B-5P)較健康吸煙者表達(dá)水平高，6種miRNA(hsa-miR-151A-5P、-30A-3P、-200B-5P、-629、-100和-154-3P)在肺腺癌中表達(dá)水平明顯高于肺肉芽腫患者；Rodriguez M等研究發(fā)現(xiàn)肺癌患者血液中外泌體含有的miR-122-5P表達(dá)量高于支氣管肺泡灌洗液(BALF)所分離的量。

Vanni I等研究發(fā)現(xiàn)肺癌患者血液外泌體來源的miR-25和miR-223的表達(dá)水平較正常人升高，而let-7F、miR-20B和miR-30E-3P的表達(dá)水平前者較后者明顯降低，這種差異性表達(dá)為肺癌的診斷帶來潛在應(yīng)用價值。此外，外泌體蛋白質(zhì)也可以作為肺癌標(biāo)志物。Huang SH等研究發(fā)現(xiàn)從NSCLC患者組織提取分離的外泌體蛋白質(zhì)中約80%含有EGFR，在肺部慢性炎癥患者中只有約2%的外泌體蛋白含有EGFR；另一項(xiàng)研究采用EV陣列分析法研究表明外泌體蛋白可作為晚期NSCLC的潛在診斷標(biāo)志物。通過免疫印跡和免疫組織化學(xué)法研究發(fā)現(xiàn)肺癌患者尿液來源的外泌體中的人富亮氨酸α2糖蛋白1(LRG1)是NSCLC非侵入性診斷的候選生物學(xué)標(biāo)志物。

Ueda K等通過對1369個外泌體蛋白進(jìn)行質(zhì)譜定量分析，發(fā)現(xiàn)CD91可作為鑒別肺腺癌特異抗原的外泌體，CD91聯(lián)合癌胚抗原(CEA)可作為肺癌診斷標(biāo)志物，兩者聯(lián)合檢測的靈敏度和特異度均高于單獨(dú)檢測CEA。以上研究表明，外泌體的相關(guān)miRNA和蛋白質(zhì)檢測將為肺癌患者的早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷提供更可靠的依據(jù)。(生物谷Bioon.com）

小編推薦會議  2020（第五屆）外泌體與疾病研討會

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