外泌体研究

外 泌 体 的 特 征
不同来 源的外 泌体进 入受体 细胞的 方式
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外泌体通过内吞进入受体细胞后，将 “货物”释放进入胞质内，并重新形成多 泡体。
外泌体直接与受体细胞膜融合，将携 带的“货物”释放进入受体细胞胞质。
外泌体上的配体与受体细胞膜上特殊 受体结合，既能起到信号传导作用，也能 通过内吞作用，将“货物”运入胞内。
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外
泌
体
与
siRNA/miRNA 相关蛋白 小分子化合物
肿
瘤
的
关
系
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外 泌 体 与 肿 瘤 的 关 系
外泌体来源于机体细胞本身， 属于内源性物质，故可以轻松逃 逸机体的免疫排斥反应，减少因 为治疗而对人体造成的额外伤害。
源自特定细胞的外泌体具有 靶向性和特异性，增加药物供给 的精准性。
对肿瘤远端转移不 是一个可靠的标准
循环肿
瘤细胞 （CTC）
循环肿瘤细胞
（CTC）
微创
液体
循环肿瘤DNA/RNA
活检
（ctDNA/RNA）
肿
肿瘤细胞分泌的外 泌体
早期 诊断
瘤
诊
断
半衰期短
监测病人 即时情况
循环肿瘤DNA/RNA （ctDNA/RFra Baidu bibliotekA）
检测与肿 瘤细胞类 型、疾病 进程、治 疗手段等 有关
现已经发现天然外泌体中含有 的包括蛋白质、RNA、细胞因子等 在内的众多生物活性分子，说明外 泌体的装载物范围广，大部分药物 可以被有效装载。
间充质干细胞（ＭＳＣ）的外泌体作为包装、递送紫杉醇的载体已得到广泛应用
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总
结
外泌体作为具有生物学功能的小囊泡内容物丰富、稳 定性高，具有一定的组织特异性，是近年肿瘤研究领域关 注的热点。
充分认识并利用外泌体的特点优势，筛选并发现新型 标志物，有望克服肿瘤异质性等难题，在肿瘤早期诊断、 治疗、监测与预后评价等方面将具有重要的临床意义。
外泌体有望作为一种药物载体，在肿瘤治疗方面可能 具有巨大的开发潜能。
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随着蛋白质组学、转录组学、高通量测序等
技术平台以及纳米技术、生物信息学分析技术等的
测量外泌体的直径
Western-blot（WB）法或磁珠 分选的免疫学方法等可清楚地 分析外泌体表面存在标志蛋白
流式细胞技术
(flow cytometry, FACS) 分离外泌体并分析其纯度
外 泌 体 与 肿 瘤 的 关 系
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免疫激活
肿瘤分泌的外泌体膜上携带肿瘤细胞的抗原, 被树突状细胞识别并呈递给T细胞, 从而诱发免疫反应, 促进免疫激活
被认为是细胞间分子交换和信息传递的生物纳米颗粒。
外 泌 体 的 特 征
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人体中大约有1014个外泌体，近乎于平均每个细胞产生 1000-10000个。
正常细胞及肿瘤细胞均分泌外泌体，恶性肿瘤细胞较非 恶性细胞能分泌更多外泌体。通过分析外泌体可以直接获得 癌细胞的基本信息。
被分泌出的外泌体会进入血液、唾液、尿液及乳汁等体 液中，通过循环系统到达其他细胞与组织，产生远程调控作 用。
直径约为30-150nm，具有“杯状”或 “碟状”形态, 外侧含有脂质双分子层。
的 特 征
携带母体细胞特征性生物信息分子，如蛋白质、脂质、脱氧核糖核酸(DNA)、信使 RNA(mRNA)、微小RNA（miRNA）以及非编码RNA（Non-codingRNA）等。
表面标记蛋白主要有 Alix，TSG101，CD63，CD9，CD81和 HSP70。主要含有以下几 种物质：MHC I 类和/或 II 类分子、热休克蛋白（hsp）、四跨膜蛋白、整合素、细胞骨 架蛋白以及一些生物酶类。
大部分内容物在外泌体的保 护下能够存在较长时间不被降解 并保持活性，具有较长的半衰期， 能够增加药物在体内发挥作用的 时间，从而达到对药物的有效利 用。
药 物 载 体
肿 瘤 治 疗 的
外泌体分布广泛，能够存在于大部分体 液中，使用其装载的药物具有良好的耐受性 并且能作用于体内大部分器官，甚至于中枢 神经系统。普通药物会因为血脑屏障的存在 而被拒之脑外，无法发挥其药物活性，而外 泌体作为一种脂质囊泡则能够通行自由，对 于靶向脑部的药物有非常大的发展空间。
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外 泌 体 的 发 现 与 研 究
外泌体却并没有因为初次被发现而被引起重视，反而被误 认为是细胞处理胞内垃圾的一种囊泡外泌形式，用于装载和运 送细胞在成熟过程中所产生的诸如质膜受体一类的废弃物。
1996年, Raposo等人发现 外泌体具有呈递抗原, 并刺激T 细胞增殖的作用。
2007年，Valadi证实了细胞分泌的 外 泌 体 中 含 有 的 mRNA 以 及 MicroRNA 均具备良好的生物活性。
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外泌体
——精准肿瘤学的明星——
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1 外泌体的发现与研究 2 外泌体的特征 3 外泌体的分离与鉴定 4 外泌体与肿瘤的关系 5 总结与展望
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外 泌 体 的 发 现 与 研 究
1983年, Pan等人在绵羊网织红细胞体 外成熟的过程中, 用异硫氰酸荧光素或者 125I标记的转铁蛋白受体的抗体, 对转铁蛋 白受体进行追踪, 发现细胞膜的转铁蛋白受 体在与一种包含多肽的囊泡结合后, 囊泡与 细胞膜分离, 分泌到上清, 这是人类首次观测 到游离于细胞外存在的囊泡。
胶质瘤细胞分泌的外泌体可以促进其自身的增殖
外 泌 体 与 肿 瘤 的 关 系
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肿瘤诊断的生物标志物 肿瘤潜在的治疗靶点
肿瘤治疗的生物标志物 抗肿瘤药物的有效载体
外 泌 体 与 肿 瘤 的 关 系
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早期检测难 早期确诊难 容易引发扩散
影像学 生化 病理学
随机性
不确定性
不能反映肿瘤的 病理状态
随后，许多研究均发现外泌 体可通过携带蛋白质及核酸等成 分在细胞间传递信息并发挥功能。
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外 泌 体 的 发 现 与 研 究
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外 泌 体
细 胞 内 由 多 囊 泡 胞 内 体 (multivesicular bodies, MVBs)向外出芽形成, 通过MVBs与细 胞膜融合, 由细胞主动分泌释放到细胞外的 腔内囊泡 (intraluminal vesicles, ILVs)。
外 泌 体 的 分 离 与 鉴 定
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超速离心法
分
离
沉淀法
方
法
及
特
免疫亲和
点
捕获法
超速离心法获得的外泌体数量多，但常 有蛋白杂质。
改良后的蔗糖密度梯度离心法，操作简 便，成本较 低，得到了广泛应用。
使用聚乙二醇沉淀法获得的外泌体，蛋 白污染少，分离效率高，但颗粒大小不一。
利用外泌体表达的特异性抗体标记的免 疫磁珠进行富集，可获得纯度较高的外泌体， 但操作复杂且影响因素较多。
目前被看好的作为液体活检的检测靶点之一
外 泌 体 与 肿 瘤 的 关 系
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外泌体中生物
含有癌细胞信息的外泌体
标志分子
被分泌到细胞外环境中,
可以被利用作为肿瘤早期 诊断的生物标志物。
蛋白质分子
核酸分子
肿
瘤
蛋白质
诊
分子
断
核酸分子
细胞膜
细胞质
反应癌细胞的状态, 具有作为衡量 细胞生理状态生物标志物的潜力。
1987年, 他们发现这些囊泡中含有在网织红细胞成熟过程中丢失的一些成分（乙酰 胆碱酯酶、葡萄糖转运蛋白、核苷转运蛋白和转铁蛋白受体等），同时, 他们发现这些 囊泡膜具有网织红细胞细胞膜的特征, 比如也有极高的鞘磷脂含量, 显示了其区别于细胞
或血小板等其他组分的独特性. 他们将其命名为外泌体(exosome)。
试剂盒
近年来各种商业化的外泌体提取试剂 盒逐渐得以推广。
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外 泌 体 的 分 离 与 鉴 定
透射电子显微镜
(transmission electron microscopy, TEM) 观察外泌体的大小、 形态，测量直径
纳米粒子跟踪分析 (nanoparticle tracking analysis, NTA)
多个研究证明外泌体所包含的miRNA 是理想的癌症早期诊断的生物标志物
肿瘤细胞分泌的外泌体由于其中丰富的内含物 可作为诊断肿瘤发生、发展、转移及其恶化程度的标志物
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外 泌 体 与 肿 瘤 的 关 系
改变细胞微环境 促进细胞重编程
影响细胞成纤维化
靶肿 点瘤 和治 工疗 具的
参与肿瘤细胞免疫逃逸 可以被癌细胞内吞
外泌体 飞速进展，
必定会成为精确肿瘤学中一颗
璀璨明星
，
展
望
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免疫逃逸
黑色素瘤所分泌的外泌体膜上含有Fas配体分子，可与T细胞的Fas受体相互作用， 介导T细胞凋亡以逃脱免疫监视
恶化 转移 发展 发生
乳腺癌分泌的外泌体可以促进肿瘤血管生成、肿瘤生长和扩散，促进周围正常 乳腺细胞的增殖并抑制它们的凋亡
外泌体递送EGFR调节肝脏微环境促进胃癌肝转移
间充质干细胞分泌的外泌体可以促进胃癌细胞的生长
含量波动 准确度较低 敏感性差
外 泌 体 与 肿 瘤 的 关 系
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肿
瘤
诊
具有脂质双分子层结构
断
保护内部的核酸分子免 于被降解
几乎存在于人体所有的体液里 是液体活检的重要组成部分 在体液中含量多于CTC 每毫升血液超过10个 比CTC更加灵敏
体积较小，直径30—150nm 通透能力较强
较为容易进入体液被检测到