外泌体即细胞分泌的直径约40-100nm的微小膜泡,多种细胞在正常及病理状态下均可分泌外泌体。一开始被当做细胞排泄物,但是近几年,研究发现外泌体可谓是小身体大作用。种瘤发生转移后,如何靶向呈递药物一直是种瘤医治中的一个巨大挑战。发表于NanoLett的一项研究中,研究人员利用外泌体制备药物的递送系统(LD-MDS),并取得成功。在这项研究中,研究人员将相关药物锚定在活巨噬细胞膜上,细胞自身相关蛋白酶响应开启并将药物转载进入外泌体,顺利递送至肺转移灶并且转化为纳米囊泡和次级纳米囊泡,促进转移性4T1病细胞的有效内化和细胞死亡。之后,受损的4T1病细胞可以释放次级纳米囊泡和游离药物分子,再破坏邻近的病细胞。研究显示,LD-MDS对体内直径小于100μm的肺转移病灶显示出优异的靶向效率,并显着压制肺转移。外泌体与各种疾病的相关性被检测出,特别是血液中释放的病细胞来源的外泌体。中山大学外泌体
在过去十年中,细胞外囊泡已经成为细胞间通讯的重要介质,参与原核生物和高等真核生物细胞之间的生物信号传递,以调节不同范围的生物过程。此外,细胞外囊泡的病理生理作用开始在包括症状、传播性疾病和神经变性疾病在内的疾病中得到认识,突出了医治干预的潜在新靶点。此外,未修饰和工程化的细胞外囊泡可能在大分子药物递送中具有应用。该综述回顾近在理解细胞外膜泡生物学和细胞外囊泡在疾病中的作用方面的进展,讨论新出现的医治机会并考虑相关的挑战。外泌体产生机理外泌体大小不均的原因可能是由于MVB的限制膜不均匀内陷,导致流体和固体的总含量不同。
外泌体基础医学和临床应用的探索和深入研究对如何准确及高纯度提取外泌体,并完整保存提出了更高的技术要求。外泌体可通过差速超速离心在不同离心力下沉淀样品中不同的杂质组分,并在100000×g~200000×g的转速下获取较纯的外泌体。差速超速离心技术被认为是外泌体分离的“金标准”,也是目前常用的外泌体分离和浓缩方法。该方法可通过结合0.22μm或0.45μm孔径滤膜进行超滤来提高产物纯度减少外泌体的聚集,其分离效率容易受到加速度、转子类型、旋转半径、沉降路径长度以及样品黏度等多种因素影响。
细胞分泌外泌体的过程一般分为三个阶段:(1)质膜内陷,形成早期内吞小泡;(2)内吞小泡向内萌发成熟,形成多囊泡体;(3)多囊泡体与质膜融合,并释放出囊泡内容物,形成外泌体。外泌体具有独特的理化性质,其密度为1.13~1.19g/mL,由平均厚度小于5nm的双层脂膜所包裹,具有典型杯状形态,呈现为扁平球形。外泌体表面富含多糖链,其质膜主要由溶血磷脂酸、磷脂酰丝氨酸、胆固醇、神经酰胺和鞘磷脂构成,另有与细胞来源相关的部分特殊脂类。外泌体可携带蛋白质、核酸和脂质等生物活性大分子,其中主要为蛋白质,且大部分蛋白为所有来源外泌体所共有,只有小部分与其来源有关,为其分泌细胞的特有蛋白,能够反映分泌细胞的类型和生理病理状态。除此之外,外泌体可携带大量mRNA和miRNA等核酸,并将其运输到靶细胞,发挥相应的生物学功能。从外泌体中筛选的生物标志物,可用于疾病的诊断、预后及治理。
间充质干细胞存在于骨髓、脂肪、脐血、牙髓、滑膜液等部位,是一种能够自我更新的多功能干细胞。间充质干细胞通过旁分泌的形式发挥其生理功能,而外泌体作为一种细胞间传递信息的介质,在间充质干细胞的功能行使中发挥了重要作用。研究发现间充质干细胞来源的外泌体能够修复组织损伤、抑制中流生长和调节免疫响应,具有zhiliao心肌梗死、自身免疫疾病、阿尔兹海默症等疾病的潜力。另外,也有研究显示间充质干细胞来源的外泌体会促进某些中流生长。有报导指出,外泌体内miRNA参与促进血管新生、抗症性和促进胶原蛋白沉淀等一系列过程。北京干细胞外泌体
外泌体本身的惰性相当高,但它们与细胞膜融合可将所携带的物质和信号传递到受体细胞并改变其生物学功能。中山大学外泌体
外泌体可以由体内或体外培养的几乎所有类型的细胞分泌,并广fan存在于血浆、胆汁、尿液、母乳、唾液、胸腔积液、淋巴、胃酸、支气管肺泡灌洗液、脑脊液、眼泪、滑膜液、羊水、腹水、鼻分泌物和子宫抽吸物液体等体液中。目前,基于不同的分离原理,研究者建立了五种主要的提取纯化技术,分别为基于质量密度的超速离心技术、基于粒径大小的分离技术、基于溶解性质的聚合物沉淀技术、基于免疫亲和原理的分离技术和基于流体性质的微流控技术。中山大学外泌体