仝令君，郝海寧，張?zhí)m威，易華西*

（中國(guó)海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266003）

哺乳動(dòng)物母乳作為幼體的主要營(yíng)養(yǎng)來(lái)源，含有蛋白質(zhì)、乳糖、脂肪、維生素、礦物質(zhì)等多種營(yíng)養(yǎng)素以及神經(jīng)元生長(zhǎng)因子、生長(zhǎng)調(diào)節(jié)因子、免疫相關(guān)因子等重要生理活性物質(zhì)[1-2]，對(duì)新生兒的生長(zhǎng)發(fā)育和免疫系統(tǒng)的形成具有重要作用[3-5]。外泌體作為母乳的成分之一，能夠攜帶和傳遞重要的信號(hào)分子，其信號(hào)分子的特性與宿主細(xì)胞的生理狀態(tài)密切相關(guān)，目前已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。外泌體是一種能被大多數(shù)細(xì)胞分泌的微小膜泡，具有脂質(zhì)雙層膜結(jié)構(gòu)，直徑大約30～200 nm，存在于絕大多數(shù)真核生物的體液中，包括血液、尿液、唾液、腦脊液以及乳液中[6-7]。外泌體的概念最早在1983年被提出，但一直被認(rèn)為只是細(xì)胞的廢棄物，近幾年研究發(fā)現(xiàn)在外泌體中含有細(xì)胞特異的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和核酸，能作為信號(hào)分子傳遞給其他細(xì)胞從而改變其他細(xì)胞的功能[8-9]。母乳是一種豐富的外泌體來(lái)源，初乳中外泌體濃度遠(yuǎn)高于成熟乳[10]。乳源外泌體無(wú)論在疾病診斷方面，還是在嬰幼兒生長(zhǎng)發(fā)育方面，都具有重要的研究?jī)r(jià)值。目前國(guó)外關(guān)于牛乳外泌體、人乳外泌體等乳源外泌體的功能研究報(bào)道較多[9,11]。研究表明，乳源外泌體不僅具有作為藥物運(yùn)輸載體、疾病篩查標(biāo)志物的潛力，還有望被研制開發(fā)為一種新型的益生元[12-13]，但我國(guó)有關(guān)外泌體的研究還處于起步階段。據(jù)此，本文綜述了乳源外泌體的組成、功能和應(yīng)用前景，旨在為我國(guó)乳源外泌體的研究與開發(fā)提供思路。

1 外泌體的形成途徑

外泌體是細(xì)胞內(nèi)多泡體與細(xì)胞膜融合后釋放到胞外基質(zhì)中的一種膜性囊泡。目前認(rèn)為外泌體的形成途徑有兩種（圖1）。第一種為外泌體形成的經(jīng)典途徑（圖1a）。首先，細(xì)胞內(nèi)形成包含有蛋白質(zhì)和RNA等胞內(nèi)生物分子的神經(jīng)酰胺依賴性晚期囊泡，在神經(jīng)酰胺的作用下，囊泡中的內(nèi)容物避開溶酶體的消化[14]；然后這些囊泡融合到胞內(nèi)形成的多胞體（multivesicular body，MVBS）中，接著MVBS被整合到質(zhì)膜上，并將外泌體（囊泡）釋放到細(xì)胞外基質(zhì)中[15]。蛋白質(zhì)和RNA等內(nèi)容物在外泌體形成過(guò)程中被分選并載入外泌體，整個(gè)過(guò)程中涉及了20多種囊泡分選蛋白，其中最重要的是內(nèi)體運(yùn)輸分揀復(fù)合物（endosomal sorting complex required for transport，ESCRT）和液泡蛋白分選因子（vacuolar protein soaing 4，Vps4）。ESCRT為細(xì)胞膜塑形蛋白，可以介導(dǎo)內(nèi)吞囊泡出芽，加速腔內(nèi)囊泡的形成；Vps4可以重新塑造ESCRT再生，便于其循環(huán)再利用。ESCRT和Vps4在外泌體形成、載體蛋白分揀過(guò)程中起著不可或缺的作用[16-18]。隨著研究的深入，發(fā)現(xiàn)外泌體形成除“經(jīng)典途徑”外，還存在第二種更為直接的形成途徑（圖1b）。T細(xì)胞和紅白血病細(xì)胞系直接從其質(zhì)膜釋放外泌體。人類免疫缺陷病毒的Gag或Nef蛋白在T細(xì)胞、紅細(xì)胞和白細(xì)胞表達(dá)后，這3 種細(xì)胞的細(xì)胞膜發(fā)生內(nèi)陷，形成并釋放外泌體[19-21]。這些小泡與經(jīng)典途徑形成的外泌體難以區(qū)分，也富含CD63和CD81等經(jīng)典外泌體標(biāo)記物，其直徑和密度與外泌體也極為相似，目前這種形成途徑的機(jī)制尚不清楚。有研究報(bào)道指出，乳源外泌體主要來(lái)自乳腺上皮細(xì)胞，其生物發(fā)生是通過(guò)細(xì)胞質(zhì)膜內(nèi)囊泡的向內(nèi)出芽（內(nèi)吞）來(lái)啟動(dòng)的（外泌體形成的經(jīng)典途徑），隨后生物發(fā)生繼續(xù)隨著晚期內(nèi)吞體限制膜的內(nèi)陷形成多泡體并將“貨物”分選到這些多泡體內(nèi)，接著形成腔內(nèi)囊泡并被整合到質(zhì)膜上，最后以外泌體（囊泡）的形式出芽[13,22]。

圖1 外泌體形成的兩種途徑Fig. 1 Two pathways of exosome formation

2 乳源外泌體的結(jié)構(gòu)與組成

外泌體是具有脂質(zhì)雙層膜結(jié)構(gòu)的膜外小泡，其具有與細(xì)胞相同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，直徑約為30～200 nm。不同方法測(cè)得的外泌體大小存在一定差異，即使是單個(gè)細(xì)胞分泌的外泌體也是如此。每種外泌體測(cè)定技術(shù)都會(huì)引入相應(yīng)的誤差范圍進(jìn)行校正。通過(guò)透射電子顯微鏡、原子力顯微鏡或者冷凍電子顯微鏡對(duì)外泌體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，幾乎所有表征都顯示出簡(jiǎn)單的球狀形態(tài)。大約一半數(shù)量的外泌體直徑都在預(yù)期的30～200 nm直徑范圍內(nèi)，其余顯示為直徑較大的微泡。此外，極少數(shù)外泌體呈現(xiàn)不尋常的膜狀結(jié)構(gòu)，甚至具有其他不規(guī)則的形態(tài)[23]。這些不規(guī)則的結(jié)構(gòu)可能與外泌體形成過(guò)程中某個(gè)定向生物過(guò)程有關(guān)，但是外泌體提取過(guò)程中的物理機(jī)械壓力也可能是導(dǎo)致這些結(jié)構(gòu)形變的主要原因[24]。

圖2 外泌體結(jié)構(gòu)Fig. 2 Structure of exosome

外泌體主要的組成部分是蛋白質(zhì)、核酸、脂質(zhì)。如圖2所示，外泌體由雙層磷脂膜包裹，含有較高水平的膽固醇、鞘磷脂、神經(jīng)酰胺以及短/長(zhǎng)鏈飽和脂肪酸[25-26]。不同細(xì)胞來(lái)源的外泌體，雖然組成存在不同程度的差異，但其表面都具有相似的保守蛋白，如CD63、CD81、CD9等。這些標(biāo)志蛋白在外泌體分離鑒定過(guò)程中具有重要靶標(biāo)作用。此外，不同來(lái)源的外泌體蛋白組成存在一定差異，腸上皮細(xì)胞來(lái)源的外泌體含有特異性A33抗原，而免疫B細(xì)胞外泌體中富集有CD86和組織相容性復(fù)合體（major histocompatibility complex，MHC）。不同動(dòng)物乳外泌體中含有多種可調(diào)節(jié)細(xì)胞免疫功能的蛋白質(zhì)，如載脂蛋白、白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-19等[27]。Théry等[28]從樹突狀細(xì)胞來(lái)源的外泌體中共檢測(cè)到21 種蛋白質(zhì)；Merchant等[29]從人體尿液外泌體中檢測(cè)到43 種蛋白質(zhì)；Reinhardt等[30]從牛乳外泌體中共檢測(cè)到2 107 種蛋白質(zhì)；Yang Mei等[27]從母乳和牛乳不同泌乳期樣品中一共鑒定出920 種外泌體蛋白。上述研究表明，相較于其他體液，牛乳和母乳中外泌體蛋白的含量更為豐富。母乳外泌體中含有豐富的免疫相關(guān)蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)蛋白、參與核糖體途徑的蛋白以及肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架調(diào)節(jié)蛋白。這些蛋白在嬰幼兒免疫調(diào)節(jié)[31]、細(xì)胞間傳導(dǎo)[32]、蛋白質(zhì)合成、mRNA翻譯[33]以及肌動(dòng)蛋白相關(guān)細(xì)胞調(diào)節(jié)[34]中起著至關(guān)重要的作用。

核酸是外泌體中的另外一種主要組分，對(duì)外泌體發(fā)揮生理功能具有重要意義。乳源外泌體中核酸主要包括非編碼單鏈RNA 分子（microRNA）、長(zhǎng)鏈非編碼RNA（long non-coding RNA，lncRNA）、環(huán)狀RNA（circular RNA，circRNA）、mRNA、tRNA等[35-36]。序列同源性分析表明，microRNA約占乳源外泌體平均RNA含量的13%[37]。microRNA是由約70 nt的長(zhǎng)莖環(huán)前體衍生而來(lái)的約22 個(gè)核苷酸非編碼小RNA，已成為基因表達(dá)中關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控因子，在宿主生理和病理過(guò)程中發(fā)揮重要作用[38]。乳源外泌體microRNA也可以進(jìn)入人體循環(huán)并調(diào)節(jié)外周血細(xì)胞中的基因表達(dá)[39]。與成熟乳相比，初乳的外泌體中含有豐度更高的免疫相關(guān)microRNA[40]。lncRNA是一類轉(zhuǎn)錄本長(zhǎng)度超過(guò)200 nt、非編碼蛋白的RNA。lncRNA能在表觀遺傳、轉(zhuǎn)錄及轉(zhuǎn)錄后水平上調(diào)控基因表達(dá)。近期研究發(fā)現(xiàn)lncRNA存在于生物體液中，一部分lncRNA游離于體液中，一部分被包裹在外泌體中進(jìn)行遠(yuǎn)距離的信息傳遞[41]。CircRNA是一類特殊的非編碼RNA分子，也是RNA領(lǐng)域最新的研究熱點(diǎn)。與傳統(tǒng)的線性RNA（含5’和3’末端）不同，CircRNA分子呈封閉環(huán)狀結(jié)構(gòu)，不受RNA外切酶影響，表達(dá)更穩(wěn)定，不易降解。研究發(fā)現(xiàn)外泌體CircRNA能夠通過(guò)遠(yuǎn)距離的信號(hào)傳遞來(lái)調(diào)節(jié)受體細(xì)胞內(nèi)的生物功能[42]。核小RNA（small nuclear RNA，snRNA）在前體RNA的剪接中發(fā)揮作用，而核仁小RNA（small nucleolar RNA，snoRNA）主要指導(dǎo)rRNA、tRNA和snRNA的修飾[13]。由于脂質(zhì)雙層膜的保護(hù)作用，乳源外泌體中核酸在低pH值、高溫和酶處理等條件下非常穩(wěn)定[43]，為其進(jìn)入人體循環(huán)并發(fā)揮功能提供了基礎(chǔ)。

3 乳源外泌體的生物學(xué)功能

3.1 乳源外泌體與腸道發(fā)育

腸道不僅是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收的主要部位，也是重要的免疫器官和內(nèi)分泌器官[44]。在新生兒腸道中，營(yíng)養(yǎng)運(yùn)輸沿著整個(gè)隱窩-絨毛軸線發(fā)生[45]。胃腸道作為負(fù)責(zé)將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)送到身體細(xì)胞的第一個(gè)生理器官，在調(diào)節(jié)嬰幼兒發(fā)育和健康方面發(fā)揮著重要作用[46]。乳源外泌體在嬰幼兒腸道發(fā)育方面具有重要作用[47-49]。乳源外泌體耐受核糖核酸酶消化，并不受凍融循環(huán)和酸度的影響，允許外泌體內(nèi)容物完整地到達(dá)新生兒的腸腔并被吸收[48]。Wolf等[50]研究表明，腸道對(duì)牛乳外泌體的攝取是通過(guò)內(nèi)吞作用及膜融合作用來(lái)介導(dǎo)的，并依賴于腸道中的細(xì)胞和外泌體表面糖蛋白，而腸道對(duì)牛乳外泌體中microRNA的吸收途徑主要是在頂端到基底外側(cè)方向的單向過(guò)程。Chen Ting等[49]研究表明，豬乳來(lái)源的外泌體可以促進(jìn)豬小腸細(xì)胞增殖和腸道發(fā)育，并提高豬小腸細(xì)胞中尾側(cè)型同源盒基因-2（caudal-related homeobox gene 2，CDX2）、增殖細(xì)胞核抗原（proliferating cell nuclear antigen，PCNA）、胰島素樣生長(zhǎng)因子1受體（insulin-like growth factor 1 receptor，IGF-1R）基因的表達(dá)以及抑制p53抑癌基因（tumor suppressor gene p53，p53）的表達(dá)。CDX2是腸道特異性轉(zhuǎn)錄因子，在整個(gè)腸道上皮細(xì)胞核中表達(dá)，直接參與腸發(fā)育、腸表型的保持和維持[51]。PCNA與細(xì)胞周期相關(guān)，并在DNA復(fù)制和修復(fù)中起作用[52]。已有報(bào)道PCNA免疫定位可用作正常組織和淋巴樣腫瘤中細(xì)胞增殖的指標(biāo)[53]。IGF-1R下游Akt/Wnt信號(hào)通路在細(xì)胞增殖中起關(guān)鍵作用。此外，豬乳來(lái)源的外泌體可以顯著增加小鼠十二指腸和空腸的絨毛高度和隱窩深度，從而提高絨毛高度（villus height，V）與隱窩深度（crypt depth，C）的比值。目前認(rèn)為V/C越高，表明腸道發(fā)育以及免疫功能越好，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)更易被吸收[54]。Hock等[55]指出，小鼠（母）乳來(lái)源的外泌體可以促使PCNA基因相對(duì)表達(dá)顯著增加，從而提高小鼠腸上皮細(xì)胞活力，促進(jìn)細(xì)胞增殖，刺激腸干細(xì)胞活性。乳源外泌體可以在腸系統(tǒng)內(nèi)“行進(jìn)”并被Lgr5＋干細(xì)胞攝取，上調(diào)Lgr5基因表達(dá)，提高腸道上皮細(xì)胞的活力[55]，并通過(guò)上調(diào)腸道CDX2、PCNA、IGF-1R基因的表達(dá)，促進(jìn)腸道細(xì)胞增殖，從而促進(jìn)嬰幼兒腸道發(fā)育[49]。乳源性外泌體還參與母乳介導(dǎo)的抑制Toll樣受體（Toll-like receptor，TLR）4表達(dá)，從而保護(hù)腸上皮免受細(xì)胞凋亡和增強(qiáng)腸上皮細(xì)胞增殖，并在腸杯狀細(xì)胞分化中起作用，防止過(guò)度炎癥，并維持腸上皮完整[48]。此外，飲用牛奶后，會(huì)在人體血漿和肝臟中檢測(cè)出牛乳外泌體中特異性microRNA，表明來(lái)自動(dòng)物源食物中的microRNA可以通過(guò)腸道上皮組織進(jìn)入人體循環(huán)，對(duì)于人類的營(yíng)養(yǎng)和健康具有非常重要的意義[56]。Wang Yanhong等[57]研究發(fā)現(xiàn)，由于CircRNA比線性RNA更穩(wěn)定，因此在膳食乳外泌體中攜帶的circRNA有更多機(jī)會(huì)進(jìn)入體內(nèi)組織并發(fā)揮特定的生物學(xué)功能。例如，衍生自染色質(zhì)重塑基因ARID1A反義RNA的CircRNA59（在乳源外泌體中含量高）也在小鼠和人組織中表達(dá)。ARID1A促進(jìn)心臟祖細(xì)胞分化，抑制子宮上皮細(xì)胞增殖[58]。ARID1A損傷可重塑染色質(zhì)，并在多種肝損傷后改善再生[59]。

外泌體如何介導(dǎo)新生兒腸道發(fā)育是目前的研究熱點(diǎn)，也是研究難點(diǎn)。母乳外泌體可以將蛋白質(zhì)、核酸等轉(zhuǎn)運(yùn)到新生兒的腸道系統(tǒng)，保護(hù)其免受酸度降解和消化，并使其保持結(jié)構(gòu)完整及被吸收[48]，這是乳源外泌體可以刺激腸道發(fā)育最為關(guān)鍵的一步。Good等[60]研究報(bào)道，TLR4的激活參與壞死性小腸結(jié)腸炎（necrotizing enterocolitis，NEC）的發(fā)生與進(jìn)程，但母乳中的表皮生長(zhǎng)因子可以抑制TLR4信號(hào)的傳導(dǎo)，抑制NEC的發(fā)生，從而保護(hù)腸上皮細(xì)胞免于凋亡并促進(jìn)腸細(xì)胞增殖。母乳來(lái)源的外泌體是否通過(guò)運(yùn)輸表皮生長(zhǎng)因子到達(dá)腸道，參與抑制TLR4信號(hào)的傳導(dǎo)，促進(jìn)腸細(xì)胞增殖，這有待進(jìn)一步深入研究。Pieters等[61]研究表明，乳源外泌體中富含轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β（transforming growth factor beta，TGF-β），其在嬰兒時(shí)期對(duì)腸屏障功能的發(fā)育、免疫球蛋白（immunoglobulin，Ig）A的產(chǎn)生以及黏膜免疫起著重要的作用。此外，幾種母乳外泌體microRNA已被證明在腸道杯狀細(xì)胞分化中具有預(yù)防過(guò)度炎癥、保持腸上皮完整的功能[48,62-64]。Ma Jideng等[65]指出大熊貓初乳和成熟乳外泌體中富含與免疫和腸道發(fā)育相關(guān)的內(nèi)源性microRNA，如let-7家族、ame-miR-148a-3p、ame-miR-30a-5p等。乳源外泌體中miR-135b-5p和miR-664b-3p也可以分別通過(guò)靶向肌肉萎縮相關(guān)蛋白MEF2C和PLP2促進(jìn)腸道細(xì)胞增殖[66-67]。Kosaka等[62]發(fā)現(xiàn)乳源外泌體中的miR-223可以作為腸道嗜中性粒細(xì)胞增殖和活化的調(diào)節(jié)劑，而let-7i作為TLR4的調(diào)節(jié)劑，在NEC中可以抑制TLR4信號(hào)的傳導(dǎo)，保護(hù)腸上皮細(xì)胞免于凋亡并促進(jìn)腸細(xì)胞增殖。近年來(lái)，腸道微生物已經(jīng)被證明對(duì)宿主具有重要生理調(diào)節(jié)功能，關(guān)于母乳外泌體對(duì)腸道微生物組成是否具有調(diào)控作用、是否可以通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群介導(dǎo)新生兒腸道發(fā)育的研究報(bào)道較少，是值得深入研究的方向之一。

3.2 乳源外泌體的免疫功能

母乳是一種具有免疫細(xì)胞的復(fù)雜液體，可為嬰幼兒提供免疫因子，影響嬰幼兒免疫系統(tǒng)的發(fā)育與成熟。母乳外泌體攜帶抗原結(jié)構(gòu)，表明其能夠參與指導(dǎo)免疫反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，母乳外泌體可以抑制抗分化簇3誘導(dǎo)的來(lái)自異源和同源外周血單個(gè)核細(xì)胞（peripheral blood mononuclear cell，PBMC）中的IL-2和干擾素-γ的產(chǎn)生。另外，在乳源外泌體培養(yǎng)的PBMC中，外泌體中MHC II與CD86的表達(dá)對(duì)CD4＋T細(xì)胞具有刺激作用，從而促使調(diào)節(jié)性T細(xì)胞（regulatory cell，Treg）Foxp3＋、CD4＋、CD25＋數(shù)量增加，表明母乳外泌體具有免疫調(diào)節(jié)能力[32]。母乳是嬰幼兒重要的免疫支持系統(tǒng)，乳源外泌體在嬰兒免疫系統(tǒng)中具有雙重功能，外泌體能夠參與嬰幼兒免疫刺激[68]和耐受[69]，發(fā)揮類似益生元的功能，為研究與開發(fā)乳源外泌體這一新型益生元奠定了理論基礎(chǔ)。

Zhou Qi等[8]對(duì)母乳外泌體中的microRNA組成和轉(zhuǎn)錄組學(xué)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)高特異性microRNA占所有microRNA數(shù)量的62.3%。通過(guò)Pathway Central分析，有4 種前體microRNA與免疫相關(guān)，分別為miR-148a-3p、miR-30b-5p、miR-182-5p、miR-200a-3p。miR-30b-5p促進(jìn)細(xì)胞侵襲和免疫抑制[70]，miR-182-5p由IL-2誘導(dǎo)，能促進(jìn)T細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答[71]，miR-200a-3p與霍奇金淋巴瘤和口腔癌癥相關(guān)[72-73]，miR-148a-3p調(diào)節(jié)誘導(dǎo)多種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和藥物代謝酶表達(dá)[74-75]。miR-148a-3p在牛奶中高度表達(dá)，被認(rèn)為是可作為識(shí)別牛奶和其他乳的潛在生物標(biāo)志物[76]。Ma Jideng等[65]對(duì)大熊貓不同哺乳期中母乳外泌體及外泌體中的microRNA進(jìn)行了表達(dá)特征分析，發(fā)現(xiàn)大熊貓初乳和成熟母乳中富集有與免疫和發(fā)育相關(guān)的內(nèi)源性microRNA。研究結(jié)果表明，大熊貓母乳中外泌體microRNA可能是新生大熊貓幼崽發(fā)育的關(guān)鍵母體“調(diào)節(jié)者”。Zeng Bin等[77]通過(guò)RNA測(cè)序?qū)εＨ橥饷隗w中的lncRNA進(jìn)行了全面分析，研究表明，從牛乳外泌體中共鑒定出3 475 個(gè)新的lncRNA和6 個(gè)可注釋的lncRNA。lncRNA表達(dá)量比mRNA更高?；虮倔w（gene ontology，GO）注釋和京都基因與基因組百科全書（Kyoto encyclopedia of genes and genomes，KEGG）途徑分析表明，lncRNA具有調(diào)節(jié)免疫功能，促進(jìn)成骨細(xì)胞生成、神經(jīng)發(fā)育、繁殖、細(xì)胞增殖和細(xì)胞間通訊等方面的功能。此外，L?nnerdal等[78]發(fā)現(xiàn)母乳外泌體中與免疫功能相關(guān)的高豐度microRNA為miR-146、miR-181、miR-21、miR-16和let-7，而Zhou Qi等[8]研究發(fā)現(xiàn)豐度前10的microRNA中，其中與免疫相關(guān)的4 個(gè)高豐度microRNA為miR-148a-3p、miR-30b-5p、miR-182-5p、miR-200a-3p。上述研究結(jié)果存在一定差異，表明乳源外泌體microRNA對(duì)免疫功能的影響還需進(jìn)一步深入系統(tǒng)研究。

流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，嬰兒出生的第一年進(jìn)行牛乳飲食可以防止特應(yīng)性疾病的發(fā)展，增加Treg的數(shù)量[79]。牛乳外泌體來(lái)源的microRNA可能通過(guò)促進(jìn)T細(xì)胞下調(diào)IL-4/輔助性T細(xì)胞（IL-4/T helper 2 cell，IL-4/Th2），也可能通過(guò)誘導(dǎo)胸腺Treg譜系所需的關(guān)鍵免疫調(diào)節(jié)因子和表觀遺傳修飾因子來(lái)介導(dǎo)特應(yīng)性致敏作用和免疫應(yīng)答[40]。牛乳外泌體中miR-155與免疫系統(tǒng)的發(fā)育密切相關(guān)，控制參與調(diào)節(jié)FoxP3（Treg的標(biāo)志性分子）表達(dá)、IL-4信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和免疫球蛋白類轉(zhuǎn)換為IgE和IgE的高親和力受體——關(guān)鍵靶基因FcεRI的表達(dá)[80]。這些研究都表明乳源外泌體在免疫調(diào)節(jié)中可能具有不可或缺的作用。然而，加熱及均質(zhì)處理對(duì)牛乳外泌體microRNA介導(dǎo)的生物活性具有負(fù)面影響[46]。加熱及均質(zhì)處理是乳制品加工中不可缺少的操作單元，嬰幼兒配方奶粉由于缺失了具有生物活性的外泌體microRNA，從而影響FoxP3表達(dá)[76]。在奶粉噴霧干燥后期通過(guò)干混加入牛乳外泌體能夠避免上述影響，最大程度地保護(hù)牛乳外泌體microRNA的生理活性。

3.3 乳源外泌體在炎癥預(yù)防方面的作用

炎癥反應(yīng)是臨床常見(jiàn)的病理反應(yīng)，可以在機(jī)體各部分的組織和器官中發(fā)生。發(fā)掘新型對(duì)機(jī)體炎癥適度調(diào)節(jié)的天然功能成分對(duì)預(yù)防及治療由宿主異常炎癥反應(yīng)造成的健康隱患具有重要意義。研究表明，免疫細(xì)胞可能通過(guò)分泌外泌體介導(dǎo)炎癥[81-82]。來(lái)源于紅細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞和支氣管肺泡灌洗液的外泌體已被證明具有促進(jìn)促炎細(xì)胞因子產(chǎn)生的作用[83-85]。體液來(lái)源的外泌體可以通過(guò)TLR-2和TLR-4激活核因子κB信號(hào)通路，導(dǎo)致促炎細(xì)胞因子mRNA和蛋白水平升高[86]。然而，這些來(lái)源的外泌體由于獲取比較困難，其作為調(diào)節(jié)機(jī)體炎癥的天然功能成分具有一定局限性。牛乳是大規(guī)模生產(chǎn)外泌體的可靠來(lái)源[87]。最近研究表明，乳源外泌體在改善關(guān)節(jié)炎方面具有一定作用[9]。類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎是炎癥反應(yīng)的一種，其發(fā)展與遺傳和環(huán)境因素有關(guān)，一些研究表明與生活方式和飲食因素（主要是牛乳的攝入量）有關(guān)，其發(fā)病機(jī)制可能是這些因素會(huì)通過(guò)影響調(diào)節(jié)T細(xì)胞應(yīng)答來(lái)促使類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的發(fā)展[88]。Arntz等[9]研究了牛乳外泌體對(duì)小鼠關(guān)節(jié)炎的影響，對(duì)兩種T細(xì)胞依賴的慢性和破壞性關(guān)節(jié)炎模型小鼠灌胃乳源外泌體，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩種老鼠的關(guān)節(jié)炎明顯減輕，同時(shí)由脾細(xì)胞產(chǎn)生的單核細(xì)胞趨化蛋白-1（monocyte chemotactic protein 1，MCP-1）和IL-6的血清水平降低，表明口服外泌體可改善實(shí)驗(yàn)性關(guān)節(jié)炎。牛乳外泌體中還包含許多具有免疫調(diào)節(jié)作用的microRNA和lncRNA[40,76-77]，例如直接靶向MCP-1 mRNA的miR-124a[89-90]、靶向TLR/IL-1炎癥途徑的miR-21、miR-let7、miR-146a、miR-146b、miR-126、miR-155、miR-199a[91-92]，以及靶向miR-146a-5p的lncRNA核內(nèi)小RNA宿主基因16（lncRNA SNHG16）[93]，這些microRNA和lncRNA都可能在炎癥預(yù)防方面發(fā)揮重要作用。除了核酸之外，牛乳囊泡中存在的一些蛋白質(zhì)也發(fā)揮抗炎作用，如乳鐵蛋白、載脂蛋白E和TGF-β[93-96]。上述研究為開發(fā)乳源外泌體作為口服益生元提供了理論依據(jù)。

3.4 乳源外泌體的其他生物學(xué)功能

Oliveira等[97]指出向小鼠口服遞送乳源外泌體能促進(jìn)其骨細(xì)胞數(shù)量以及編織骨形成，從而促進(jìn)成骨細(xì)胞分化和骨基質(zhì)形成。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)口服遞送外泌體后，能夠促進(jìn)成骨細(xì)胞分化和小破骨細(xì)胞的形成，但會(huì)減少骨吸收和骨連接蛋白的表達(dá)，并抑制結(jié)節(jié)的形成，導(dǎo)致骨基質(zhì)質(zhì)量受到損害[98]。因此，乳源外泌體可能作為調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞分化的骨調(diào)節(jié)劑，在嬰幼兒骨發(fā)育方面發(fā)揮一定的作用。此外，有研究發(fā)現(xiàn)乳源外泌體對(duì)小鼠骨骼肌基因表達(dá)、生殖能力以及空間學(xué)習(xí)與記憶能力都有一定的影響[99-101]。Leiferman等[99]指出，乳源外泌體可以顯著提高骨骼肌發(fā)育相關(guān)基因Rhobtb1和Socs2的表達(dá)，對(duì)年輕成年小鼠骨骼肌中的基因表達(dá)和代謝略有影響。Mutai等[100]研究發(fā)現(xiàn)，與飼喂外泌體組相比，未飼喂外泌體的小鼠在Barnes迷宮中定位逃生洞所需的時(shí)間延長(zhǎng)了130%，定位和到達(dá)Morris水迷宮中的水下逃生平臺(tái)所需的時(shí)間明顯延長(zhǎng)。Sadri等[101]研究表明，雄/雌兩者均飼喂乳源外泌體的小鼠平均產(chǎn)仔數(shù)是均不飼喂外泌體組的兩倍。如果至少有一只小鼠不飼喂外泌體，62%～75%的交配不會(huì)導(dǎo)致懷孕。上述研究成果為乳源外泌體的生物學(xué)功能及其作為新型益生元的研究與開發(fā)提供了新思路。

4 結(jié) 語(yǔ)

外泌體是在細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)通訊過(guò)程中具有多種功能的納米級(jí)囊泡，攜帶有蛋白質(zhì)、核酸等含有豐富生物學(xué)信息的生物分子。目前對(duì)外泌體的研究主要集中在兩個(gè)方面：一方面是以外泌體作為癌癥等疾病篩查或診斷的標(biāo)識(shí)物，期望開發(fā)出基于外泌體的疾病快速活檢技術(shù)；另外一方面是利用外泌體的穩(wěn)定性和傳輸性，以牛乳外泌體作為藥物載體，攜帶藥物用于疾病的靶向治療。但是對(duì)人體母乳、牛乳等乳源外泌體生理功能方面的深入研究較少。已有的基礎(chǔ)研究表明，乳源外泌體具有調(diào)節(jié)免疫、預(yù)防炎癥、促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育等多方面的生理功能，具有益生元的開發(fā)潛能。隨著對(duì)乳源外泌體生理功能及其機(jī)制的深入研究，乳源外泌體有望作為一種新型的益生元，在嬰幼兒配方奶粉、功能型飲料等功能食品的研究與開發(fā)中發(fā)揮重要作用。