外泌体(exosome)是一种由活细胞分泌的,直径约为40~160nm的具有双层膜结构的生物活性囊泡。它携带了分泌细胞包含的生物活性物质,如DNA、miRNAs、mRNA、长链非编码RNA(LncRNA)、酶、蛋白质和细胞代谢物等。外泌体在细胞间通信中扮演着十分重要的角色。目前对于外泌体的研究涉及包括瘤的发生和发展、侵袭转移机制、瘤诊断标志物以及药物传递系统等诸多方面。外泌体是一个高度异质性的群体,具有独特的诱导复杂生物学反应的能力。外泌体的异质性可以根据其大小、含量(载物)、对受体细胞的功能影响以及细胞来源来区分。这些特征的不同组合导致了外泌体的复杂异质性。人体内多种细胞在正常及病理状态下均可分泌外泌体,包括干细胞、免疫细胞、内皮细胞、及平滑肌细胞等。江苏CD63外泌体慢病毒包装
外泌体在心脏修复中起着关键作用。外泌体通过内含的miRNA直接调控基因表达,将信息传递给靶细胞。尽管干细胞移植治理是一种很有前景的修复损伤心脏组织并使其再生的辅助手段,但由于缺血心脏中移植细胞的存活状况不佳,一般只能观察到心脏功能的轻度改善。近期的研究表明,干细胞释放的外泌体可以作为心脏修复潜在的无细胞治理剂。干细胞分泌的外泌体相比干细胞有如下优点:(1)旁分泌效应,外泌体作为干细胞旁分泌作用的一种媒介;(2)组合起效,外泌体可与现有的组合物或方法进行组合;(3)个性化,外泌体可改造特定活性成分;(4)靶向特异性,外泌体被工程化改造后,具有靶向特定细胞类型或组织的功能;(5)安全性高,外泌体治理属于无细胞疗法。植物外泌体荧光标记各种细胞粘着分子在外泌体膜表面表达,由其决定外泌体被运输往哪一种细胞。
科学家也尝试利用外泌体的压制发病机制功能。例如,类风湿关节炎患者的滑膜成纤维细胞所释放的外泌体,高浓度集聚诱导细胞死亡的TNF-α,可使类风湿关节炎恶化。通过上述介绍可以知道症状细胞来源的外泌体含有与症状进展相关的分子,神经细胞来源的外泌体含有与神经退行性疾病相关的分子,因此,通过压制或去除这些外泌体,有希望压制疾病发生。随着今后的研究发展,外泌体功能逐步清晰,并扩大临床应用,有望将外泌体应用在各种疾病医治上。甚至可尝试利用外泌体将siRNA和抗药剂等运输到目标细胞中。
通过改变外泌体的溶解性或者分散性,可以将它们从体液或细胞培养液中沉淀出来。常见的方法是使用聚乙二醇或凝集素来沉淀样品中的外泌体。聚乙二醇是一种水溶性非离子化合物,不含水的聚乙二醇可以通过“劫持”水分子增加疏水性蛋白和脂质分子的相互结合力,从而迫使其脱离溶液,进而在低速离心条件下发生沉降。凝集素是一种具有高度特异性的碳水化合物结合蛋白,可通过与外泌体质膜糖蛋白上的糖链结合来改变外泌体的溶解性。此外,还可使用鱼精蛋白、醋酸钠、有机溶剂沉淀等方法进行沉淀分离。随着外泌体的功能逐渐被发现,近年来,应用这些功能的医治法也在被开发出来。
外泌体中存在着某些特定的蛋白质、脂质和多糖,基于抗原–抗体特异性识别和结合作用原理,可将外泌体从其他组分中分离出来。四次跨膜蛋白家族、脂膜、膜联蛋白、上皮细胞黏附分子或肝素等都可以作为抗原,而捕获外泌体的抗体可以附着在平板、磁珠、二氧化硅、树脂、膜亲和过滤器、纤维素滤膜、聚酰氨基胺树状聚合物表面和微流控器件上。常用方法有酶联免疫吸附法和磁珠法等。酶联免疫吸附法使用聚苯乙烯微孔板作为抗体附着介质,其结果用吸光度值表示,该方法可以快速分析已知表面生物标志物的表达,也可以瞬时读出外泌体的产量和特异性。磁珠法多使用共价包覆链霉亲和素的磁珠,与样品一起孵育后可通过磁泳将被结合的外泌体从样品组分中分离出来。鉴于微米级磁珠可赋予更大的接触面积,该方法不jin具有高度特异性,还具有比超速离心更高的外泌体产率。日本和光着眼于巨噬细胞的外泌体受体Tim4蛋白,制备Tim4细胞外域与磁珠结合的“Tim4磁珠”。福建干细胞外泌体
高浓度集聚诱导细胞死亡的TNF-α,可使类风湿关节炎恶化。江苏CD63外泌体慢病毒包装
除运输药物进行疾病zhiliao之外,外泌体还能进行免疫zhiliao,外泌体免疫zhiliao和载药zhiliao。进行免疫调节时,外泌体通常运载TGF-β1、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)或MAGE抗原等物质。在这些研究中,分泌外泌体的母代细胞往往选用具有很好抗原递呈(antigenpresentation)能力的树突细胞或者中流细胞。Cao等采用鼠B淋巴瘤细胞作为母代细胞,通过热处理的方式使淋巴瘤细胞分泌的外泌体含有更多的热休克蛋白(HSP60和HSP90)和其他一些刺激免疫的分子,如主要组织相容性复合物(MHC-I和MHC[1]II)以及CD40、CD86等,与未热处理的鼠B淋巴瘤细胞分泌的外泌体相比,热处理后分泌的外泌体可以增强对T细胞的激huo能力,从而增强这种基于外泌体的疫苗的抗中流能力。江苏CD63外泌体慢病毒包装