項楚涵，張?zhí)鹛?，張步?/p>

外泌體是細胞分泌的具有脂質(zhì)雙分子層結(jié)構(gòu)的細胞外囊泡，內(nèi)含DNA、RNA、代謝物、脂質(zhì)、胞質(zhì)和細胞表面蛋白，是細胞間通訊的重要介質(zhì)[1]。近年來有關(guān)外泌體與AMI關(guān)聯(lián)性的研究日益增多。本文旨在檢索國內(nèi)外近期已發(fā)表文獻深入分析外泌體在AMI中的作用及機制，為診斷和治療急性心肌梗死提供新的思路。

1 外泌體概述

外泌體的大小在40～160 nm，其平均直徑100 nm，主要來源于細胞的內(nèi)涵體(Endosome)。外泌體由細胞內(nèi)的內(nèi)涵體通過胞吐作用釋放到胞外形成的[2]。

外泌體內(nèi)包含核酸、細胞因子、蛋白質(zhì)、脂類等多種物質(zhì)，在細胞間的通訊中起到介質(zhì)作用。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。外泌體膜上富含參與外泌體運輸?shù)乃目缒さ鞍准易?CD63、CD81和CD9)；熱休克蛋白家族((HSP60、HSP70、HSPA5、CCT2和HSP90)。外泌體的分離和富集是外泌體生物醫(yī)學(xué)研究和臨床應(yīng)用分析前的必要環(huán)節(jié)。不同的分離和富集方法會影響外泌體的數(shù)量、類型和純度。目前外泌體的提取方式主要包括以下幾種：一是超速離心法，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；二是過濾離心，這種操作方法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(zhǔn)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(shè)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，不便進行后續(xù)的實驗；五是PS親和法，該方法將PS(磷脂酰絲氨酸)與磁珠結(jié)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，該方法獲得的外泌體可用于細胞共培養(yǎng)和體內(nèi)注射。外泌體在心血管與代謝性疾病中都發(fā)揮重要作用。外泌體由于具有調(diào)節(jié)復(fù)雜細胞內(nèi)通路的特性使其在許多疾病的治療控制方面具有潛在的用途，可以用于免疫調(diào)節(jié)、抗原呈遞和組織修復(fù)等方向的治療。外泌體上的分子標(biāo)記使其成為用于疾病診斷和預(yù)后監(jiān)測的有效液體活檢指標(biāo)。隨著對外泌體的深入了解，其臨床應(yīng)用越來越受到關(guān)注。

2 外泌體在急性心肌梗死中的診斷價值

高敏肌鈣蛋白目前是診斷心肌梗死的標(biāo)準(zhǔn)生物標(biāo)志物，但是受年齡、性別、有無胸痛發(fā)作、腎功能水平的影響，在心力衰竭、應(yīng)激性心肌病、大量肺栓塞或肺動脈高壓、嚴(yán)重急性中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病等疾病，甚至劇烈運動情況下也可能升高。人們發(fā)現(xiàn)外泌體能夠作為檢測惡性腫瘤的潛在標(biāo)志物[3]，而外泌體作為AMI生物標(biāo)記物具有很大的診斷潛力，我們著重關(guān)注外泌體所攜帶的miRNAs和蛋白的診斷價值。

血清和血漿中發(fā)現(xiàn)的miRNAs具有穩(wěn)定性、時間和組織特異性的特征，而外泌體作為miRNAs有效運載體，可能為急性心肌梗死患者的診斷提供一種新的可能。從心肌梗死患者血清中分離的外泌體包含miR-183，研究[4]證實miR-183水平與心肌缺血損傷程度為正相關(guān)，是一種新的心肌梗死診斷的生物標(biāo)志物。miR-30a在急性心肌梗死患者血清的外泌體中高度富集，并通過外泌體在缺氧心肌細胞間有效轉(zhuǎn)移[5]，這提示外泌體做為運載工具有很好的保護miRNAs的能力。值得關(guān)注的是外泌體來源的miRNAs也可以在尿液中檢測到，急性心肌梗死大鼠外泌體相關(guān)的miR-1在血液和尿液中均出現(xiàn)特異性升高[6]，這提示檢測尿液種的外泌體可能成為急性心肌梗死新的診斷方法，而提取尿液的無創(chuàng)性可能會大大提高心肌梗死的診斷率具有很好的臨床應(yīng)用前景。在心肌梗死的診斷、評估中不可以忽視外泌體特異性選擇攜帶蛋白的潛在價值。心肌梗死和非心肌梗死患者的血漿外泌體行蛋白質(zhì)組學(xué)分析后發(fā)現(xiàn)，心梗患者的血漿外泌體中有252種蛋白為顯著差異表達蛋白，并證實外泌體C1QA、C5、APOD、APOC3、GP1BA、PPBP可能為一組新的心肌損傷的標(biāo)志物[7]。

3 外泌體對急性心肌梗死患者預(yù)后的影響

患者急性心肌梗死后存活的心臟組織驟減，隨著病情的發(fā)展會出現(xiàn)心臟泵血功能下降，最終可能出現(xiàn)充血性心力衰竭。在心肌梗死病程中，多種類型的心臟細胞會釋放外泌體入血，這些外泌體參與心臟細胞的信息交流并傳遞有效物質(zhì)，對心肌梗死患者的預(yù)后產(chǎn)生影響，值得注意的是miRNAs在外泌體介導(dǎo)反應(yīng)中的重要地位。

心肌細胞來源的外泌體對于急性心肌梗死可以起到調(diào)節(jié)炎癥、調(diào)節(jié)自噬、抑制細胞凋亡的作用。急性心肌梗死過程中來源于心肌細胞的外泌體的生成出現(xiàn)一過性增加，聚集在缺血心肌中的外泌體會被浸潤的單核細胞迅速吸收，最終調(diào)節(jié)了局部的炎癥反應(yīng)[8]。人誘導(dǎo)多能干細胞來源的心肌細胞(hiPSC-CM)在心肌梗死中的積極作用則離不開其分泌的外泌體能夠促進血管內(nèi)皮細胞的生成[9]，還可通過調(diào)節(jié)缺氧心肌細胞的自噬來改善心肌梗死后的心功能，為缺血性心肌病提供無細胞特異性治療[10]。心肌細胞所分泌的miRNAs的有效轉(zhuǎn)運離不開外泌體這個有效通訊介質(zhì)，如miR-92a以外泌體運載的形式轉(zhuǎn)移到成纖維細胞中有助于心肌成纖維細胞的激活[11]。

間充質(zhì)干細胞(MSCs)因為其容易擴散分離、免疫原性低而且有轉(zhuǎn)化成多譜系的潛能，成為改善心肌梗死預(yù)后方面的研究熱點，而MSCs分泌的外泌體在影響心梗的預(yù)后方面也越來越被重視。不同來源的MSCs如骨髓間充質(zhì)干細胞、脂肪組織來源間充質(zhì)干細胞、臍帶血來源間充質(zhì)干細胞分泌的外泌體都有較積極的報道，比如通過促進血管形成，抑制炎癥反應(yīng)，減少梗死面積，改善心臟收縮和舒張能力，以減少心肌梗死帶來的心肌組織缺血性的損傷。MSCs來源的外泌體在體內(nèi)體外均能把M1促炎型巨噬細胞轉(zhuǎn)化為M2抗炎型巨噬細胞[12]。MSCs分泌的外泌體包含miR-125b-5p可以有效調(diào)節(jié)自噬水平來保護心肌[13]，也可以抑制促凋亡靶基因，從而抑制缺氧缺糖誘導(dǎo)的心肌細胞凋亡[14]。

經(jīng)過修飾的干細胞外泌體或經(jīng)人工合成的外泌體是治療心肌梗死的新手段，外泌體可以幫助miRNA轉(zhuǎn)運入靶細胞并延長miRNs的生物半衰期，心球細胞(CDCs)、心臟祖細胞(CPCs)、肪組織來源的基質(zhì)細胞(ADSCs)都可能成為新的治療工具。CDCs是較為被認(rèn)可的心臟保護以及修復(fù)的一類干細胞，心肌內(nèi)注射CDCs源性干細胞外泌體在急性心肌梗死的豬模型中已經(jīng)有了較好的試驗成果，通過開胸心肌內(nèi)注射CDCs源性干細胞外泌體，心肌梗死面積下降并維護了左室射血分?jǐn)?shù)[15]。CPCs來源的外泌體直接注射到缺血心臟因為轉(zhuǎn)運內(nèi)源性抗凋亡miRNAs可減少急性缺血再灌注損傷[16]。研究CPCs來源外泌體轉(zhuǎn)染了miR-322可以加強原外泌體的血管生成作用[17]。ADSCs分泌的外泌體經(jīng)過miR-146a的修飾可通過下調(diào)早期生長反應(yīng)因子1(EGR1)來減弱急性心肌梗死誘導(dǎo)的心肌損傷[18]。

然而外泌體對于急性心肌梗死的預(yù)后影響不是只有積極的方面，關(guān)于外泌體對急性心肌梗死不良影響的研究還不夠深入全面。有研究[19]證實，心肌梗死所激活的巨噬細胞分泌的外泌體富集miR-155，并通過外泌體被轉(zhuǎn)移到心臟的成纖維細胞中，抑制了心臟成纖維細胞的增值并促進了炎癥。

4 存在問題與展望

外泌體具有很好的臨床應(yīng)用前景，缺乏被大家普遍接受的分離方法是最急需解決的問題。經(jīng)典的外泌體分離方法是超速離心，其重復(fù)性高，獲得的外泌體量大，但是對技術(shù)和設(shè)備的要求高且分離時間長；外泌體分離商業(yè)化試劑盒的運用增多，其需要樣本量小，操作簡單且時間消耗少，較易重復(fù)，但靈敏度和特異性較低。除此之外外泌體提取價格昂貴，提取后有存在雜質(zhì)的風(fēng)險需經(jīng)過較為復(fù)雜的外泌體鑒定，總的來說缺乏較為成熟的臨床應(yīng)用平臺。未來需要開發(fā)出高純度、高通量、高回收率的外泌體分離方法和快速、高靈敏度、高特異性的外泌體檢測技術(shù)，這將大大推動外泌體的臨床應(yīng)用。

敏感性與特異性是判斷疾病診斷標(biāo)志物是否合格的關(guān)鍵點，外泌體診斷急性心肌梗死需要比較外泌體生物標(biāo)志物與現(xiàn)臨床常規(guī)應(yīng)用指標(biāo)，需要完善的大型隨機對照試驗。另外隨著“組學(xué)”技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)重視對于外泌體的生物內(nèi)容物及表征識別的開發(fā)。外泌體對急性心肌梗死的預(yù)后作用，目前研究多傾向于外泌體可以改善預(yù)后，這提供了對急性心肌梗死新的認(rèn)知層面，并一定程度上提示了未來可能更好的治療方式?，F(xiàn)有研究多為細胞實驗或動物實驗階段，后期的研究開發(fā)還需要更多的技術(shù)理論支持。但需要關(guān)注的是外泌體的內(nèi)容物包含有益成分也有有害的成分，另外細胞間的信息交換外泌體只是其中一種運行形式，需要深入研究細胞其它的分泌物。

綜上所述，未來外泌體有可能成為急性心肌梗死新的診斷標(biāo)志物，實現(xiàn)對急性心肌梗死患者的早期無創(chuàng)性初篩。在急性心肌梗死預(yù)后影響方面，外泌體也有許多且積極的研究成果公開發(fā)布，這都展示了外泌體很好的應(yīng)用前景，可能與其穩(wěn)定性好、靶向性強、有一定級聯(lián)效應(yīng)、沒有導(dǎo)致畸形或?qū)е铝鲎兊那闆r以及無倫理學(xué)問題相關(guān)。