外泌體的生物發(fā)生途徑主要包括三個關鍵的檢查點:ILV的形成,阻止MVEs的降解以及MVEs和細胞膜的融合,這三個檢查點都包含在內(nèi)體相關的囊泡運輸過程中。RABGTPase定位到特定膜結構的表面,通過招募效應因子來調(diào)節(jié)相應膜結構的囊泡運輸,例如,在內(nèi)體溶酶體運輸網(wǎng)絡中,RAB5調(diào)節(jié)早期內(nèi)體的形成及相互融合;內(nèi)體膜上RAB5到RAB7的轉換調(diào)節(jié)早期向晚期內(nèi)體的轉變;RAB7調(diào)節(jié)晚期內(nèi)體/MVEs與溶酶體的融合來降解ILVs;RAB27調(diào)節(jié)MVEs與細胞膜的對接和融合來釋放ILVs形成外泌體。內(nèi)吞的膜蛋白,特別是受體酪氨酸激酶家族的表皮生長因子受體,定位到內(nèi)體和MVEs,通過MVEs和溶酶體融合來進入溶酶體降解,此過程受多種RABGTPases和ESCRT復合體的調(diào)控。外泌體被認為是疾病的生物標志物和預后因子,具有重要的臨床診斷和治理意義。外泌體視頻講解
外泌體的形成始于細胞內(nèi)陷,成熟于多囊泡胞內(nèi)體,終于膜融合。細胞通過內(nèi)吞作用產(chǎn)生小囊泡,小囊泡融合形成早期胞內(nèi)體(earlyendosome),在多個蛋白的協(xié)同調(diào)控下,早期胞內(nèi)體出芽形成含有多個腔內(nèi)小囊泡的多泡體(multivesicularbodies,MVB),這個過程中這些腔內(nèi)小囊泡(intraluminalvesicles,ILVs)會裝載各種核酸和蛋白質(zhì)等分子,泡內(nèi)體較后在GTPase家族中RAB酶的調(diào)節(jié)下與細胞膜融合。隨后,這些小囊泡會被釋放到細胞外,稱為外泌體。外泌體是通過細胞內(nèi)吞細胞膜融合主動排除的物質(zhì),大小均勻,而微泡是由細胞直接出芽脫落生成,大小不均一。體液外泌體提取試劑盒公司有望將外泌體應用在各種疾病醫(yī)治上。
外泌體的miRNA或蛋白質(zhì)等遺傳分子與肝臟病理息息相關,在肝臟疾病診斷中可作為潛在的治理靶點或分子標志物。對外泌體的研究,將有利于闡述肝臟及其疾病的發(fā)生和發(fā)展機制,為尋求臨床可用的biomarkers和開發(fā)新的治理方法提供支持。外泌體可以通過轉運蛋白和miRNAs進行細胞間交流,從而作用于周圍的細胞并改變肝臟的微環(huán)境。細胞內(nèi)多泡體(MVBs)與細胞膜融合,釋放內(nèi)部的外泌體到細胞外,被其他細胞攝取,通過細胞膜融合或內(nèi)吞作用釋放攜帶的內(nèi)含物,在受體細胞中調(diào)控生理活動。外泌體介導的細胞間交流可以改變瘤的生長、細胞遷移、抗病毒等生理過程。
人體內(nèi)多種細胞及體液均可分泌外泌體,包括內(nèi)皮細胞、免疫細胞、血小板、平滑肌細胞等。當其由宿主細胞被分泌到受體細胞中時,外泌體可通過其攜帶的蛋白質(zhì)、核酸、脂類等來調(diào)節(jié)受體細胞的生物學活性。外泌體介導的細胞間通訊主要通過以下三種方式:一是外泌體膜蛋白可以與靶細胞膜蛋白結合,進而喚醒靶細胞細胞內(nèi)的信號通路。二是在細胞外基質(zhì)中,外泌體膜蛋白可以被蛋白酶剪切,剪切的碎片可以作為配體與細胞膜上的受體結合,從而喚醒細胞內(nèi)的信號通路。有報道稱一些外泌體膜上蛋白在其來源細胞膜上未能檢測出。三是外泌體膜可以與靶細胞膜直接融合,非選擇性的釋放其所含的蛋白質(zhì)、mRNA以及microRNA。與正常細胞來源外泌體在結構分子上的差異倍受矚目。
尺寸排除色譜法是使用聚合物凝膠或類似的固定相柱進行外泌體分離的技術,樣品以重力滴落的方式收集。流體力學半徑較小的樣品組分進入凝膠孔隙后,需耗費相對較長的時間通過凝膠柱,導致延遲洗脫,實現(xiàn)不同粒徑大小顆粒分離。尺寸排除色譜法可以與差速離心法結合而不會明顯損失外泌體,保證產(chǎn)量的同時可有效去除雜質(zhì)蛋白,更適合目標蛋白質(zhì)組學和miRNA的分析。靜水過濾透析法主要利用靜水壓力迫使樣品中不同特定大小分子先后通過透析管,其中溶劑和小溶質(zhì)很容易通過透析管,而較大的顆粒,如外泌體和其他囊泡,仍留在透析管中而被收集。外泌體作為核酸分子的藥物載體主要用于基因治理。植物外泌體攝取
有望在外泌體和微囊泡生理功能的分析研究上起重大貢獻。外泌體視頻講解
外泌體作為疾病診斷的標志物具有其獨特優(yōu)勢:(1)與正常細胞相比,病變細胞產(chǎn)生的外泌體在分泌量和內(nèi)容物方面存在明顯差異。病變的細胞和組織能夠產(chǎn)生更多外泌體。(2)由于特殊的生成方式,外泌體的組成不同于來源細胞。其內(nèi)包含的一些特異性蛋白質(zhì)能夠揭示外泌體的起源、結構和運輸方式,有利于深入了解外泌體的產(chǎn)生機制。(3)病變細胞分泌的外泌體通過胞吐的過程進入血液、尿液等體液,囊泡狀結構能夠保護外泌體內(nèi)部生物分子不受體液中蛋白酶、磷酸酶、核酸酶等干擾,有利于保持其結構完整和生物活性,通過對此類體液進行分析可以實現(xiàn)疾病的無創(chuàng)或微創(chuàng)檢測。外泌體視頻講解