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        外泌體功能與臨床應(yīng)用研究進(jìn)展

        2018-02-24 13:50:24魏曉晶胡曉
        關(guān)鍵詞:提取方法外泌體

        魏曉晶 胡曉

        [摘要] 外泌體是由細(xì)胞分泌的膜性囊泡,是細(xì)胞間通訊的重要介質(zhì),參與到細(xì)胞間生物信號(hào)的傳遞。目前有5種公認(rèn)且較為常用的提取外泌體的方法。外泌體在臨床疾病研究中突破性的進(jìn)展主要體現(xiàn)在外泌體參與腫瘤疾病的進(jìn)展、外泌體中的核酸或蛋白可以作為疾病的分子標(biāo)志物、外泌體可以作為藥物的載體進(jìn)行靶向治療等方面。外泌體在疾病中行使的功能使其極具向臨床應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)。本文主要從外泌體的發(fā)現(xiàn)、提取方法優(yōu)缺點(diǎn)及其在臨床疾病功能的研究進(jìn)展這三個(gè)方面加以闡述。

        [關(guān)鍵詞] 外泌體;提取方法;外泌體與臨床疾病

        [中圖分類號(hào)] R733 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-7210(2018)12(a)-0045-04

        1983年,外泌體首次于綿羊網(wǎng)織紅細(xì)胞中被發(fā)現(xiàn)[1-2],1987年Johnstone等[3]將其命名為“exosome”。研究者最初認(rèn)為外泌體是一種實(shí)驗(yàn)的人工制品、廢物或死細(xì)胞的殘留物[1]。到20世紀(jì)90年代,Zitvogel等[4]和Raposo等[5]發(fā)現(xiàn)外泌體很可能是細(xì)胞間相互交流的一種新方式。2007年,Valadi等[6]發(fā)現(xiàn)外泌體內(nèi)攜帶有核酸(mRNA、microRNA等)和蛋白質(zhì),并可以被其他細(xì)胞捕獲。這一系列的突破性發(fā)現(xiàn)打開了外泌體研究的新篇章。目前,外泌體提取方法各具特色,并能夠得到用于研究的外泌體,因此外泌體研究在近幾年呈現(xiàn)指數(shù)型上漲。外泌體在臨床疾病方面也有較多突破性的報(bào)道,這種納米級(jí)的小分子有希望替代細(xì)胞治療投入到臨床應(yīng)用之中。

        1 外泌體定義與提取鑒定方法

        外泌體是攜帶核酸和蛋白質(zhì)的直徑為30~150 nm的膜性囊泡,外泌體表面表達(dá)CD63、CD9、CD81等表面標(biāo)志物。胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs)為細(xì)胞分泌的由膜包裹的囊泡統(tǒng)稱為胞外囊泡,其包括外泌體、外膜泡、微泡、微粒、凋亡小體和其他EV亞群。外泌體起源于質(zhì)膜循環(huán)途徑中的膜腔或早期胞內(nèi)體,這些膜腔或早期胞內(nèi)體向內(nèi)凹陷形成管腔內(nèi)膜泡,進(jìn)一步發(fā)展成為多泡小體,多泡小體在細(xì)胞內(nèi)分子馬達(dá)的牽引下與細(xì)胞表面融合,最終分泌出去[7]?;谕饷隗w的物理化學(xué)和生物化學(xué)性質(zhì),已經(jīng)開發(fā)了許多用于分離外泌體的技術(shù)。

        1.1 外泌體提取方法

        外泌體提取方法可分為5類,分別是超速離心、超濾、免疫吸附、沉淀法、基于微流控的分離技術(shù)等[8-9]。這5種提取外泌體的方法所依據(jù)的原理以及其各自的優(yōu)缺點(diǎn),見表1。

        1.2 外泌體的鑒定

        國(guó)際細(xì)胞外囊泡學(xué)會(huì)(ISEV)[10]于2014年發(fā)布了研究和定義細(xì)胞外囊泡及其功能所需要的最少實(shí)驗(yàn)要求的指導(dǎo)性聲明文件。文中指出:對(duì)于外泌體的鑒定必須從形態(tài)、蛋白分子標(biāo)記、粒徑大小等三個(gè)方面進(jìn)行鑒定。

        使用透射電鏡觀察外泌體形態(tài)特征和大小,在電鏡下呈現(xiàn)為杯子樣的形態(tài)。條件培養(yǎng)基經(jīng)過高速離心得到的外泌體直徑在30~150 nm[11]。動(dòng)態(tài)粒子跟蹤分析(nanoparticle tracking analysis,NTA)的方法可檢測(cè)顆粒的直徑大小和納米粒子的濃度[12-13],它通過記錄在布朗運(yùn)動(dòng)下激光照射的單個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng),然后用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法計(jì)算顆粒直徑。外泌體攜帶有許多不同的蛋白標(biāo)記,如HSP70和CD81、CD9、CD63等[14],因此可以使用磁珠增加外泌體的體積從而用流式分析檢測(cè)其表面標(biāo)志物,同樣可以使用Western blot檢測(cè)外泌體含有的蛋白標(biāo)記[15]。國(guó)際細(xì)胞外囊泡學(xué)會(huì)規(guī)定了最少需要檢測(cè)的外泌體蛋白標(biāo)記,包括外泌體內(nèi)(TSG101等)和外泌體表面蛋白(CD63等)。

        2 外泌體功能研究進(jìn)展

        基于外泌體參與細(xì)胞間交流的功能,外泌體內(nèi)攜帶的核酸/蛋白可以參與疾病的進(jìn)展,可以作為疾病診斷的分子標(biāo)記,同樣也可作為藥物載體靶向特定疾病部位。

        2.1 參與細(xì)胞與細(xì)胞間的交流

        外泌體作為細(xì)胞間信息交流的載體,將其所攜帶的核酸和蛋白傳遞到受體細(xì)胞內(nèi)并影響受體細(xì)胞的功能。在生理?xiàng)l件下,細(xì)胞通過分泌外泌體介導(dǎo)細(xì)胞間信息的傳遞,間充質(zhì)干細(xì)胞的外泌體和微泡以劑量依賴性方式抑制T淋巴細(xì)胞增殖并降低CD4+和CD8+T細(xì)胞亞群的比例,外泌體增加了Treg細(xì)胞群的數(shù)量[16]。樹突細(xì)胞分泌的外泌體能夠募集間充質(zhì)干細(xì)胞,提高間充質(zhì)干細(xì)胞向損傷部位的遷移能力,從而促進(jìn)損傷局部的修復(fù)[17-18]。在病理?xiàng)l件下,腫瘤細(xì)胞分泌的外泌體通過與骨髓內(nèi)造血祖細(xì)胞的相互作用,或者是腫瘤細(xì)胞直接與淋巴結(jié)相互作用,又或者是通過與周圍成纖維細(xì)胞的相互作用,從而增加腫瘤細(xì)胞的遷移能力。Luga等[19]報(bào)道成纖維細(xì)胞分泌的外泌體通過Wnt-PCP信號(hào)通路促進(jìn)乳腺癌細(xì)胞(BCC)的侵襲性行為,揭示了腫瘤細(xì)胞通過外泌體拉攏正常細(xì)胞促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)移方式。在缺氧的條件下,HIF-1α迅速累積并反式激活基質(zhì)金屬蛋白酶-13(MMP-13)表達(dá)[20],缺氧誘導(dǎo)外泌體裝載MMP-13改變微環(huán)境從而增強(qiáng)鼻咽癌細(xì)胞的遷移能力和侵襲性。Rutgers Biomedical and Health Sciences (RBHS)的研究人員發(fā)現(xiàn),乳腺癌細(xì)胞會(huì)使間充質(zhì)干細(xì)胞釋放含有不同的miRNA(如miR-222/223)的外泌體,從而促進(jìn)一部分癌細(xì)胞處于靜止期,并獲得抗藥性[21]。

        2.2 作為疾病的分子標(biāo)志物

        外泌體內(nèi)攜帶有癌細(xì)胞的DNA、RNA和蛋白質(zhì)等信息,因此外泌體可以作為癌癥的診斷工具。在對(duì)胰腺癌患者的研究中,Melo等[22]發(fā)現(xiàn)細(xì)胞表面蛋白多糖磷脂酰肌醇聚糖-1(glypican-1,GPC1)在胰腺癌患者血液外泌體中含量豐富,患者血清外泌體中GPC1能夠以100%的準(zhǔn)確率和敏感性診斷出早期胰腺癌。通過對(duì)急性中風(fēng)性患者及正常人進(jìn)行對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)血清外泌體miR-9和miR-124的水平有希望作為生物標(biāo)志物用于急性缺血性中風(fēng)患者的診斷和缺血性損傷程度的評(píng)估[23]。DNM3、p65和p53在原始和復(fù)發(fā)性多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤患者的腦和血液外泌體中都有類似的改變趨勢(shì),可以作為多形性膠質(zhì)母細(xì)胞瘤的潛在臨床診斷標(biāo)記[24]。多發(fā)性骨髓瘤患者血清外泌體中攜帶的miRNA中的兩個(gè),即let-7b和miR-18a,在單變量分析中與無進(jìn)展生存期和總生存期顯著相關(guān),因此let-7b和miR-18a可以作為多發(fā)性骨髓瘤疾病的分子標(biāo)志物[25]。以外泌體為基礎(chǔ)的診斷使得在癌癥病情發(fā)展過程中可及時(shí)監(jiān)測(cè)分子標(biāo)志物的變化,這種基于血液樣本的檢測(cè)比重復(fù)的組織活檢更容易收集樣本,更易監(jiān)控疾病的進(jìn)展。

        2.3 作為藥物傳輸?shù)妮d體

        外泌體表面表達(dá)各種粘連蛋白(跨膜蛋白和整合素)能夠促進(jìn)膜的相互作用和膜融合。用PEG-AA載體修飾裝載有紫杉醇的外泌體[26],將改善藥物在血液中的循環(huán)時(shí)間并能夠靶向肺轉(zhuǎn)移的腫瘤細(xì)胞。Dong等[27]發(fā)現(xiàn)來自正常人的血清和肌管細(xì)胞的外泌體能夠攜帶(dysferlin,DYSF)蛋白到達(dá)DYSF敲除的小鼠細(xì)胞中,為蛋白缺陷或缺失造成的病癥提供了新的治療策略。利用間充質(zhì)干細(xì)胞的歸巢能力,同時(shí)工程化修飾細(xì)胞分泌富含miR-379的胞外囊泡,作為轉(zhuǎn)移性乳腺癌的創(chuàng)新療法[28]。細(xì)胞外囊泡被嵌入到植入式生物材料中[29],旨在利用酶前體藥物療法實(shí)現(xiàn)局部治療的藥物遞送?;赗NA的療法,將抗體樣(即Y形狀)RNA納米顆粒附著到微泡上可以有效地將RNA治療劑特異性地遞送給癌細(xì)胞[30]。外泌體作為具有生物活性的在細(xì)胞間進(jìn)行物質(zhì)傳遞的系統(tǒng),具有成為治療藥物載體的巨大潛力。

        3 展望

        在正常生理過程中外泌體發(fā)揮著介導(dǎo)細(xì)胞間通訊的重要功能[31],它們也能夠調(diào)節(jié)宿主-病原體的相互作用[32],參與傳染性疾病、炎性疾病、神經(jīng)疾病和癌癥等多種疾病的病理過程,可作為干預(yù)及治療的潛在新靶點(diǎn)。隨著對(duì)外泌體研究的深入,外泌體在臨床醫(yī)學(xué)中有十分光明的應(yīng)用前景,主要是因?yàn)樗鼈償y帶有核酸和蛋白,有豐富的生物標(biāo)志物,可用于監(jiān)測(cè)臨床狀態(tài)、疾病進(jìn)展、治療反應(yīng)等。同時(shí)由于它們具有遞送生物分子的功能,可作為理想的藥物傳遞載體,通過將分子包裹在胞膜內(nèi),可以保護(hù)酶或者RNA免于降解,并通過細(xì)胞內(nèi)吞作用來促進(jìn)細(xì)胞攝取。在再生醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面,與干細(xì)胞相比,外泌體體積更小,復(fù)雜性更低,易于生產(chǎn)和存儲(chǔ),甚至更容易避免干細(xì)胞研究應(yīng)用面臨的一些監(jiān)管問題,同時(shí)干細(xì)胞外泌體不存在形成腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)。此外,由于膜結(jié)合蛋白含量較低,外泌體的免疫原性低于干細(xì)胞。相信在不遠(yuǎn)的將來,基于外泌體本身的生理及病理功能可將外泌體應(yīng)用于疾病的診斷與治療,為患者帶來福音。目前,外泌體的功能還沒有完全闡明,外泌體內(nèi)攜帶的蛋白與核酸具有不確定性,外泌體與受體細(xì)胞的相互作用方式仍然不明確,這一系列問題都有待于科研人員的進(jìn)一步探索。

        [參考文獻(xiàn)]

        [1] Pan BT,Johnstone RM. Fate of the transferrin receptor during maturation of sheep reticulocytes in vitro:selective externalization of the receptor [J]. Cell,1983,33(3):967-978.

        [2] Harding C,Heuser J,Stahl P. Receptor-mediated Endocytosis of Transferrin and recycling of the Transferrin Receptor in Rat Reticulocytes [J]. J Cell Biol,1983,97(2):329-339.

        [3] Johnstone RM,Adam M,Hammond JR. Vesicle formation during reticulocyte maturation. Association of plasma membrane activities with released vesicles(exosomes)[J]. J Biol Chem,1987,262(19):9412-9420.

        [4] Zitvogel L,Lozier A,Lozier A,et al. Eradication of established nurine tumors using a novel cell-free vacine:dendritic-cell derived exosomes [J]. Nat Med,1998,4(5):594-600.

        [5] Raposo G,Nijman HW,Stoorvogel W,et al. B lymphocytes Secrete Antigen-presenting vesicles [J]. J Exp Med,1996, 183(3):1161-1172.

        [6] Valadi H,Ekstrom K,Bossios A,et al. Exosome-mediated transfer of mRNAs and microRNAs is a novel mechanism of genetic exchange between cells [J]. Nat Cell Biol,2007, 9(6):654-659.

        [7] Raposo G,Stoorvogel W. Extracellular vesicles:exosomes,microvesicles,and friends [J]. J Cell Biol,2013,200(4):373-383.

        [8] Shao H,Im H,Castro CM,et al. New Technologies for Analysis of Extracellular Vesicles [J]. Chem Rev,2018, 118(4):1917-1950.

        [9] Li P,Kaslan M,Lee SH,et al. Progress in Exosome Isolation Techniques [J]. Theranostics,2017,7(3):789-804.

        [10] Lotvall J,Hill AF,Hochberg F,et al. Minimal experimental requirements for definition of extracellular vesicles and their functions:a position statement from the International Society for Extracellular Vesicles [J]. J Extracell Vesicles,2014,3:26913.

        [11] Colombo M,Moita C,van Niel G,et al. Analysis of ESCRT functions in exosome biogenesis,composition and secretion highlights the heterogeneity of extracellular vesicles [J]. J Cell Sci,2013,126(Pt 24):5553-5565.

        [12] Dragovic RA,Gardiner C,Brooks AS,et al. Sizing and phenotyping of cellular vesicles using Nanoparticle Tracking Analysis [J]. Nanomedicine,2011,7(6):780-788.

        [13] Gardiner C,F(xiàn)erreira YJ,Dragovic RA,et al. Extracellular vesicle sizing and enumeration by nanoparticle tracking analysis [J]. J Extracell Vesicles,2013,2.

        [14] Baietti MF,Zhang Z,Mortier E,et al. Syndecan-syntenin-ALIX regulates the biogenesis of exosomes [J]. Nat Cell Biol,2012,14(7):677-685.

        [15] Théry C,Amigorena S,Raposo G,et al. Isolation and Characterization of Exosomes from Cell Culture Supernatants and Biological Fluids [J]. Curr Protoc Cell Biol,2006.

        [16] Cosenza S,Toupet K,Maumus M,et al. Mesenchymal stem cells-derived exosomes are more immunosuppressive than microparticles in inflammatory arthritis [J]. Theranostics,2018,8(5):1399-1410.

        [17] Silva AM,Almeida MI,Teixeira JH,et al. Dendritic Cell-derived Extracellular Vesicles mediate Mesenchymal Stem/Stromal Cell recruitment [J]. Sci Rep,2017,7(1):1667.

        [18] Siravegna G,Marsoni S,Siena S,et al. Integrating liquid biopsies into the management of cancer [J]. Nat Rev Clin Oncol,2017,14(9):531-548.

        [19] Luga V,Zhang L,Viloria-Petit AM,et al. Exosomes mediate stromal mobilization of autocrine Wnt-PCP signaling in breast cancer cell migration [J]. Cell,2012,151(7):1542-1556.

        [20] Shan Y,You B,Shi S,et al. Hypoxia-Induced Matrix Metalloproteinase-13 Expression in Exosomes from Nasopharyngeal Carcinoma Enhances Metastases [J]. Cell Death Dis,2018,9(3):382.

        [21] Bliss SA,Sinha G,Sandiford OA,et al. Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosomes Stimulate Cycling Quiescence and Early Breast Cancer Dormancy in Bone Marrow [J]. Cancer Res,2016,76(19):5832-5844.

        [22] Melo SA,Luecke LB,Kahlert C,et al. Glypican-1 identifies cancer exosomes and detects early pancreatic cancer [J]. Nature,2015,523(7559):177-182.

        [23] Ji Q,Ji Y,Peng J,et al. Increased Brain-Specific MiR-9 and MiR-124 in the Serum Exosomes of Acute Ischemic Stroke Patients [J]. PLoS One,2016,11(9):e0163645.

        [24] Yang JK,Song J,Huo HR,et al. DNM3,p65 and p53 from exosomes represent potential clinical diagnosis markers for glioblastoma multiforme [J]. Ther Adv Med Oncol,2017,9(12):741-754.

        [25] Manier S,Liu CJ,Avet-Loiseau H,et al. Prognostic role of circulating exosomal miRNAs in multiple myeloma [J]. Blood,2017,129(17):2429-2436.

        [26] Kim MS,Haney MJ,Zhao Y,et al. Engineering macrophage-derived exosomes for targeted paclitaxel delivery to pulmonary metastases:in vitro and in vivo evaluations [J]. Nanomedicine,2018,14(1):195-204.

        [27] Dong X,Gao X,Dai Y,et al. Serum exosomes can restore cellular function in vitro and be used for diagnosis in dysferlinopathy [J]. Theranostics,2018,8(5):1243-1255.

        [28] O′brien KP,Khan S,Gilligan KE,et al. Employing mesenchymal stem cells to support tumor-targeted delivery of extracellular vesicle (EV)-encapsulated microRNA-379 [J]. Oncogene,2018,37(16):2137-2149.

        [29] Fuhrmann G,Chandrawati R,Parmar PA,et al. Engineering Extracellular Vesicles with the Tools of Enzyme Prodrug Therapy [J]. Adv Mater,2018,30(15):e1706616.

        [30] Pi F,Binzel DW,Lee TJ,et al. Nanoparticle orientation to control RNA loading and ligand display on extracellular vesicles for cancer regression [J]. Nat Nanotechnol,2018,13(1):82-89.

        [31] van Niel G,D′Angelo G,Raposo G. Shedding light on the cell biology of extracellular vesicles [J]. Nat Rev Mol Cell Biol,2018,19(4):213-228.

        [32] Zhang W,Jiang X,Bao J,et al. Exosomes in Pathogen Infections:A Bridge to Deliver Molecules and Link Functions [J]. Front Immunol,2018,9:90.

        (收稿日期:2018-04-28 本文編輯:封 華)

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