外泌体——临床运用的潜在靶点
外泌体—药物靶向治疗利器
外泌体—药物靶向治疗利器1.外泌体简介外泌体(exosomes)是一种机体内大多数细胞分泌的微小囊泡,直径约为30 ~ 150 nm,具脂质双层膜,其形成机制非常简单,简而言之:“内吞-融合-外排”,如图所示,毫无违和感(图1a)。
从1980年首次发现外泌体至今,已有30多年的历史,最初被认为是细胞的“垃圾”,是细胞排泄废物的一种方式;2013年,科学家们发现细胞囊泡运输的调节机制,获得当年诺贝尔生理学或医学奖,开启了外泌体研究的新时代,此外,外泌体和微囊泡(图1b)、凋亡小体(图1c)明显不同,有鲜明的特点和潜在价值,时至今日,已逐步成为科研热点(图2)。
图1图22.外泌体作为药物载体的优势对于普通药物而言,通常在进入体内后仅有极少一部分才能够真正作用于病变部位。
这是制约药物疗效,并导致药物毒副作用的根本原因。
获取具有像导弹一样精准靶向能力的药物是人类的一个梦想,也是药物开发的终极目标。
随着药物研发进入靶向时代,越来越多的靶向药物成功上市,其中药物载体的设计研发愈发重要。
外泌体,作为天然的胞间信息载体,以其相对较小的分子结构,天然分子转运特性及良好的生物相容性,在药物载体领域存在巨大应用潜力。
较之现有的药物载体(如人工制造的脂质体), 外泌体有其显著的优越性:(1)不同来源外泌体表面分子不一, 对受体细胞有选择性, 治疗上更有利;(2)相对脂质体对亲水性物质较低的包装效率, 外泌体显著提高包装效率;(3)特殊细胞[如未成熟的DC细胞或充间质干细胞]中的外泌体, 由于特殊的表面分子,可避免与抗体、凝血因子等产生作用, 避免体内产生免疫反应。
尽管近年来在siRNA胞内递送方面取得较大进展,但针对特定组织或细胞类型靶向递送,同时避免非特异性递送,特别是对肝脏仍然具有挑战性;其二,siRNA或递送载体的免疫原性也是一个主要障碍。
而天然存在的RNA载体,如外泌体,可能会提供一个尚未开发的有效传递策略来源。
外泌体在疾病治疗中的应用
外泌体在疾病治疗中的应用外泌体,在过去几年中陆续被发现,并且在研究领域中开始占据了越来越重要的位置。
作为一种特殊的小体泡,外泌体主要是由细胞内部释放出来,并且在细胞外面形成的。
这些外泌体具有很强的生物活性,因此在医疗领域中的应用可以说是变得越来越受到人们的重视。
在下面的文章中,我们将会详细探讨外泌体在疾病治疗中的各种应用。
一、治疗癌症很多人都知道,癌症的治疗一直以来都是非常困难的,只有少数几种疾病可以通过传统的治疗方法来治愈。
但是,在外泌体的研究领域中,科学家们发现外泌体对于癌症治疗非常有用。
比如说,某些类型的外泌体可以被用来攻击癌症细胞,因为这些外泌体可以带有具有生物活性的物质,从而可以控制和干扰癌症细胞的生长和扩散。
此外,一些针对肺癌和乳腺癌的实验也证明了外泌体的疗效。
利用一些与葡萄糖有关的扩散因素,科学家们发现可以促使外泌体和癌症细胞产生互作,从而使外泌体扮演一种新的治疗角色。
而且,我们知道这些扩散因素在癌细胞中非常常见,而在正常细胞当中则非常罕见,也就是说这种疗法对于患者来说是比较安全的。
因此,外泌体的研究仍然在继续。
二、治疗神经退行性疾病另外一种疾病的治疗方法涉及到了神经系统。
神经系统对于我们的身体来说扮演着非常重要的角色,但是当我们的神经系统受到损伤时,很难治愈。
这一方面是因为神经系统过于复杂,而且很难穿过我中枢神经系统屏障进行治疗。
但是,外泌体可以为这一问题提供答案。
神经干细胞的功能就是为神经系统的治疗提供了基础。
然而,神经干细胞的应用仍然受到限制,其原因在于神经系统的屏障不允许过多的干细胞进入神经组织。
不过,科学家们发现,将神经干细胞放入外泌体中可以提高干细胞在神经系统中的分布和浸润(译注:也就是可以越过中枢神经系统屏障),从而使这种治疗方法成为了一个有希望的方案。
有一些关于外泌体在神经退行性疾病治疗中的实验发现,将神经干细胞包装在外泌体中可以有效地降低受损神经组织的炎症反应,并且可以加速神经组织的再生。
外泌体功能与临床应用研究进展
外泌体功能与临床应用研究进展外泌体是由细胞分泌的膜性囊泡,是细胞间通讯的重要介质,参与到细胞间生物信号的传递。
目前有5种公认且较为常用的提取外泌体的方法。
外泌体在临床疾病研究中突破性的进展主要体现在外泌体参与肿瘤疾病的进展、外泌体中的核酸或蛋白可以作为疾病的分子标志物、外泌体可以作为药物的载体进行靶向治疗等方面。
外泌体在疾病中行使的功能使其极具向临床应用的优势。
本文主要从外泌体的发现、提取方法优缺点及其在临床疾病功能的研究进展这三个方面加以阐述。
标签:外泌体;提取方法;外泌体与临床疾病1983年,外泌体首次于绵羊网织红细胞中被发现[1-2],1987年Johnstone 等[3]将其命名为“exosome”。
研究者最初认为外泌体是一种实验的人工制品、废物或死细胞的残留物[1]。
到20世纪90年代,Zitvogel等[4]和Raposo等[5]发现外泌体很可能是细胞间相互交流的一种新方式。
2007年,Valadi等[6]发现外泌体内携带有核酸(mRNA、microRNA等)和蛋白质,并可以被其他细胞捕获。
这一系列的突破性发现打开了外泌体研究的新篇章。
目前,外泌体提取方法各具特色,并能够得到用于研究的外泌体,因此外泌体研究在近几年呈现指数型上涨。
外泌体在临床疾病方面也有较多突破性的报道,这种纳米级的小分子有希望替代细胞治疗投入到临床应用之中。
1 外泌体定义与提取鉴定方法外泌体是携带核酸和蛋白质的直径为30~150 nm的膜性囊泡,外泌体表面表达CD63、CD9、CD81等表面标志物。
胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs)为细胞分泌的由膜包裹的囊泡统称为胞外囊泡,其包括外泌体、外膜泡、微泡、微粒、凋亡小体和其他EV亚群。
外泌体起源于质膜循环途径中的膜腔或早期胞内体,这些膜腔或早期胞内体向内凹陷形成管腔内膜泡,进一步发展成为多泡小体,多泡小体在细胞内分子马达的牵引下与细胞表面融合,最终分泌出去[7]。
外泌体在肺部疾病中的研究进展
网络出版时间:2023-10-3019:38:40 网络出版地址:https://link.cnki.net/urlid/34.1086.R.20231027.1529.004外泌体在肺部疾病中的研究进展黄 宁1,2,胡长平1,3(1.中南大学湘雅药学院药理学系,湖南长沙 410078;2.郑州大学第一附属医院药学部,河南郑州 450052;3.心血管研究湖南省重点实验室,湖南长沙 410078)收稿日期:2023-03-29,修回日期:2023-06-17基金项目:国家自然科学基金资助项目(No82173817)作者简介:黄 宁(1992-),女,博士生,研究方向:心血管药理,Email:nhuang2021@163.com;胡长平(1969-),男,博士,教授,研究方向:心血管药理,通信作者,E mail:huchangping@csu.edu.cndoi:10.12360/CPB202204136文献标志码:A文章编号:1001-1978(2023)11-2006-06中国图书分类号:R 05;R329.24;R544;R563;R562 25;R734 2摘要:多种细胞可分泌外泌体,外泌体含有丰富的内容物(包括蛋白质、脂质及核酸)。
生理和病理条件下,外泌体及其内容物可介导细胞间物质传递与信号转导,参与细胞增殖与凋亡、迁移与分化、肿瘤侵袭与转移、炎症反应等过程。
研究表明,外泌体可参与多种肺部疾病的病理进程,外泌体及其内容物可以作为肺部疾病诊断、治疗及预后的新靶点。
因此,外泌体在肺部疾病中具有广泛的临床应用潜能。
关键词:外泌体;肺动脉高压;慢性阻塞性肺疾病;哮喘;肺癌开放科学(资源服务)标识码(OSID): 外泌体(exosomes)是细胞膜向内凹陷形成包含管腔小体的多囊泡体,并通过与细胞膜融合释放到细胞外,形成异质性细胞外囊泡(extracellularvesicles,EVs),异质性体现在其细胞起源、大小、内容物和对靶细胞的作用。
外泌体功能与临床应用研究进展
外泌体功能与临床应用研究进展外泌体,这个看似陌生的词汇,近年来在生物医学领域引起了广泛的关注和研究热潮。
那么,外泌体究竟是什么?它又有着怎样的神奇功能和令人期待的临床应用前景呢?让我们一同走进这个充满奥秘的微观世界。
外泌体是一种由细胞分泌的微小囊泡,直径通常在 30 至 150 纳米之间。
它们就像是细胞之间的“信使”,携带着各种生物活性分子,如蛋白质、脂质、核酸(包括 mRNA、miRNA 等),穿梭于细胞之间,传递着重要的信息。
外泌体的功能多种多样。
首先,它们在细胞间通讯中发挥着关键作用。
通过将特定的分子传递给靶细胞,外泌体能够调节细胞的生理和病理过程。
例如,免疫细胞分泌的外泌体可以激活或抑制其他免疫细胞的功能,从而影响免疫反应的强度和方向。
其次,外泌体参与了组织修复和再生。
在损伤发生时,某些细胞会释放富含生长因子和细胞因子的外泌体,促进受损组织的修复和细胞的增殖分化。
这为治疗各种组织损伤和退行性疾病提供了新的思路。
再者,外泌体还与肿瘤的发生发展密切相关。
肿瘤细胞分泌的外泌体可以改变肿瘤微环境,促进肿瘤细胞的生长、侵袭和转移。
同时,外泌体中的肿瘤特异性标志物也为肿瘤的早期诊断和监测提供了潜在的生物标志物。
在临床应用方面,外泌体的研究取得了令人瞩目的进展。
在肿瘤诊断方面,由于外泌体携带了肿瘤细胞特有的分子信息,检测血液、尿液等体液中的肿瘤来源外泌体,有望实现肿瘤的早期诊断和筛查。
例如,通过分析外泌体中的特定 miRNA 谱,可以区分不同类型的肿瘤,提高诊断的准确性。
在治疗领域,外泌体也展现出了巨大的潜力。
一方面,可以利用工程化的外泌体作为药物载体,将治疗药物精准地递送到病变部位,提高药物的疗效并降低副作用。
另一方面,基于外泌体的免疫治疗也正在成为研究的热点。
通过提取和改造免疫细胞来源的外泌体,增强机体的抗肿瘤免疫反应,为癌症治疗开辟新的途径。
此外,外泌体在心血管疾病、神经系统疾病等领域也有着广阔的应用前景。
外泌体的生物学特性及临床应用的研究进展
3、工程领域的研究进展 (1)生物材料:外泌体具有理想的生物相容性和 生物活性,可以作为生物材料用于组织工程和再生医学。例如,外泌体可以作为 细胞培养的支架材料,提供细胞生长和分化的微环境;还可以作为药物载体,提 高药物的靶向性和疗效。
(2)纳米技术:外泌体具有类似于细胞膜的结构和组成,这使得它们在纳 米医学领域具有广泛的应用前景。通过将外泌体进行分离、纯化和改性,可以制 备出具有特定功能和性质的纳米颗粒,用于药物输送、成像技术和生物传感等方 面。
参考内容
外泌体是细胞分泌的一种微小膜泡,它们携带着多种生物活性分子,如蛋白 质、核酸和磷脂等,参与细胞间通讯、组织修复和神经系统等多种生物学过程。 近年来,外泌体研究取得了重大进展,本次演示将对外泌体的生物学功能和应用 进行详细阐述。
一、外泌体的背景
外泌体最初被发现于1983年,是由Weber和Wiechmann在红细胞中发现的。 它们是由细胞分泌的一种直径约30-100nm的囊泡,由单层膜构成,内含多种生物 活性分子。外泌体的分泌过程需要细胞内多分子复合物的参与,包括 ESCRT-0、 ESCRT-I、ESCRT-II和ALIX等蛋白。
结论
外泌体在医学和基础科学领域的研究取得了显著进展,其在疾病诊断、药物 输送、细胞通信和免疫调节等方面的作用逐渐被揭示。未来,随着对外泌体的深 入研究和技术创新,有望为疾病的诊疗、组织工程和再生医学等领域提供更多新 的应用和治疗方
法。因此,我们呼吁进一步深入探索外泌体的功能和应用,为人类健康事业 做出更大贡献。
然而,外泌体研究仍面临一些挑战,如外泌体的纯度问题、分泌机制的不明 确以及其在疾病诊断和治疗中的可靠性等。为了解决这些挑战,需要进一步深入 研究外泌体的分泌机制和生物学功能,并探索其在临床上的应用潜力。
外泌体在肝内胆管癌中的作用
外泌体在肝内胆管癌中的作用唐晋元1,杨陈凤麟1,梁冬乐2,罗雨豪11 西南医科大学附属医院肿瘤科,四川泸州 6460002 廊坊市人民医院肿瘤科,河北廊坊 065000通信作者:罗雨豪,*********************.cn(ORCID: 0000-0002-7489-5770)摘要:肝内胆管癌(ICC)是一种特殊类型的肝癌,其早期临床症状不典型,大多数患者初诊时已处于中晚期。
由于缺乏有效的分子标志物和治疗手段,ICC患者5年生存率极低。
外泌体是一种细胞分泌的囊泡,包含蛋白质、RNA、脂质等,是细胞间通讯的重要载体。
近期研究显示外泌体在ICC发生发展过程中扮演重要角色,本文就外泌体在ICC中的诊断、治疗作用及其机制进行综述,并展望外泌体的治疗前景与潜在的临床应用。
关键词:胆管上皮癌;外泌体;诊断;治疗学基金项目:国家自然科学基金(81903000);四川省自然科学基金(2023NSFSC1846)Role of exosomes in intrahepatic cholangiocarcinomaTANG Jinyuan1, YANG Chenfenglin1, LIANG Dongle2, LUO Yuhao1.(1. Department of Oncology, The Affiliated Hospital of Southwest Medical University,Luzhou,Sichuan 646000,China;2. Department of Oncology,Langfang People’s Hospital,Langfang,Hebei 065000, China)Corresponding author: LUO Yuhao,*********************.cn(ORCID: 0000-0002-7489-5770)Abstract:Intrahepatic cholangiocarcinoma (ICC) is a special type of liver cancer with atypical clinical symptoms in the early stage,and most patients are already in the advanced stage at the time of initial diagnosis. Due to a lack of effective molecular markers and treatment options,ICC patients tend to have an extremely low five-year survival rate. Exosomes are vesicles secreted by cells that contain proteins, RNA, and lipids, and they are important carriers of intercellular communication. Recent studies have shown that exosomes play a crucial role in the development and progression of ICC, and this article reviews the role and mechanism of exosomes in the diagnosis and treatment of ICC and looks into the future treatment prospect and potential clinical application of exosomes.Key words:Cholangiocarcinoma; Exosomes; Diagnosis; TherapeuticsResearch funding:National Natural Science Foundation of China (81903000); Natural Science Foundation of Sichuan Province (2023NSFSC1846)肝内胆管癌(intrahepatic cholangiocarcinoma,ICC)是一种具有胆管细胞分化特征的胆管上皮恶性肿瘤,占所有类型原发性肝癌的10%~15%。
外泌体功能与临床应用研究进展
外泌体功能与临床应用研究进展外泌体,这个在生物医学领域逐渐崭露头角的名词,正引起越来越多科研人员的关注。
它看似微小,却蕴含着巨大的潜力,为疾病的诊断和治疗带来了新的希望。
外泌体是什么呢?简单来说,外泌体是细胞分泌的一种微小囊泡,直径通常在 30 150 纳米之间。
别看它个头小,里面可装着不少“宝贝”,比如蛋白质、脂质、核酸(包括 mRNA、miRNA 等)。
这些成分可不是随便装进去的,而是经过细胞的精心“挑选”,具有特定的功能和意义。
外泌体的一个重要功能是细胞间的通讯。
它就像是细胞之间传递信息的“信使”,能够在不同细胞之间穿梭,将其所携带的物质传递给靶细胞,从而调节靶细胞的生理活动。
例如,免疫细胞可以通过外泌体向其他免疫细胞传递信号,协调免疫反应;肿瘤细胞也能利用外泌体与周围的细胞进行交流,促进肿瘤的生长、侵袭和转移。
在免疫调节方面,外泌体发挥着不可忽视的作用。
外泌体可以携带免疫调节分子,如细胞因子和抗原,参与免疫细胞的激活、分化和抑制。
一些研究发现,树突状细胞来源的外泌体能够激活 T 细胞,增强免疫应答,这为免疫治疗提供了新的思路。
同时,肿瘤来源的外泌体也可能抑制免疫细胞的功能,帮助肿瘤细胞逃避免疫监视。
外泌体还与心血管疾病密切相关。
心肌细胞分泌的外泌体中含有特定的 miRNA,这些 miRNA 可以调节心肌细胞的存活、增殖和凋亡,影响心血管疾病的发生和发展。
此外,外泌体还能够促进血管生成,在心血管损伤后的修复过程中发挥一定的作用。
在神经系统中,外泌体同样扮演着重要角色。
神经细胞通过外泌体传递神经递质、蛋白质和 miRNA 等物质,维持神经系统的正常功能。
研究表明,外泌体在神经退行性疾病,如阿尔茨海默病和帕金森病中,可能参与了致病蛋白的传播和神经元的损伤。
那么,外泌体在临床应用方面有哪些进展呢?首先,外泌体作为疾病的生物标志物具有很大的潜力。
由于外泌体中包含了反映细胞生理状态的物质,通过检测血液、尿液等体液中的外泌体及其内容物,可以为疾病的早期诊断、病情监测和预后评估提供重要依据。
外泌体的研究进展
外泌体的研究进展一、本文概述随着生物医学研究的深入,细胞间的信息交流机制逐渐成为研究的热点。
作为细胞间交流的重要载体,外泌体(Exosomes)的研究在近年来取得了显著的进展。
本文旨在综述外泌体的基本特征、生物学功能及其在疾病诊断和治疗中的应用,同时探讨当前面临的挑战和未来的发展趋势。
我们将简要介绍外泌体的定义、结构特点以及产生机制,帮助读者理解其作为细胞间信息传递的重要角色。
接着,我们将重点讨论外泌体在肿瘤、心血管疾病、神经退行性疾病等医学领域的研究进展,包括外泌体在疾病发生发展中的作用机制,以及作为疾病标志物的潜力。
我们还将关注外泌体在疾病诊断和治疗中的应用前景,如作为药物递送载体、肿瘤疫苗以及生物标志物等方面的研究。
我们将对当前外泌体研究面临的挑战和未来的发展方向进行深入探讨,以期为推动外泌体在生物医学领域的应用提供有益的参考。
二、外泌体的结构与功能外泌体是一种由细胞主动分泌的,直径约为30-150纳米的膜性囊泡,普遍存在于各种体液中,包括血液、尿液、乳汁、脑脊液和细胞培养基等。
这些囊泡在细胞间的物质传递、信息交流以及免疫反应等方面发挥着重要作用。
近年来,随着外泌体研究的深入,其独特的结构和功能逐渐被人们所揭示。
结构上,外泌体由磷脂双分子层膜包裹着内部的水溶液组成,其膜上嵌有多种蛋白质,包括四跨膜蛋白、热休克蛋白、整合素等。
这些蛋白质不仅参与外泌体的形成和分泌过程,还负责将外泌体与靶细胞进行特异性结合,实现精准的物质传递。
外泌体的膜上还含有丰富的糖类和脂质,这些成分对于外泌体的稳定性和功能也至关重要。
功能上,外泌体具有多种生物学活性。
外泌体可以传递信息分子,如mRNA、miRNA、蛋白质等,这些分子在细胞间的信息交流过程中发挥着关键作用。
外泌体可以参与免疫反应,通过传递抗原或免疫调节分子,影响免疫细胞的活性和功能。
外泌体还具有促进血管生成、抑制肿瘤生长等多种生物学活性。
值得一提的是,外泌体的功能与其来源细胞密切相关。
外泌体在肿瘤免疫治疗中的生物学功能和临床应用
外泌体在肿瘤免疫治疗中的生物学功能和临床应用外泌体是直径约为100nm的小型囊泡,它们广泛存在于各种体液中,包括血液、唾液、眼泪和尿液,并可由各种细胞分泌。
外泌体可以运输蛋白质、脂质、核酸和其他物质,并作为细胞内载体,在调节细胞间通讯中起着关键作用。
外泌体是一种理想的药物递送系统,具有多种优点:如免疫原性低、稳定性好和靶向能力。
外泌体不具有细胞和器官中的复杂性,使其免疫原性较低。
同时,与单个蛋白质或小分子不同,外泌体含有异质分子,可确保外泌体在人体内的良好生物分布、药代动力学和细胞摄取,更容易用于治疗。
外泌体作为各种治疗药物的载体,有效保护了治疗药物在体内的完整性,极大地提高了药物的生物利用度,减少了药物的毒副作用,最大限度地提高了抗肿瘤效率。
外泌体可以以不同的方式用于肿瘤治疗。
肿瘤衍生的外泌体(TEX)作为信使调节肿瘤微环境。
在癌症的初始阶段,肿瘤细胞分泌的外泌体数量显著高于正常细胞,TEX被认为反映了各种癌症的分子特征。
开发减少肿瘤细胞外泌体分泌的疗法可能会更好地抑制肿瘤发生。
外泌体可以通过多种机制发挥其生理活性,包括吞噬作用、胞饮作用、融合和受体或脂筏介导的内吞作用。
这些细胞吸收外泌体的独特机制促进了基于外泌体的癌症疗法的发展。
此外,外泌体在介导肿瘤微环境中肿瘤细胞与TAM之间的细胞间信息传递发挥着重要的功能,这可能为抗肿瘤治疗提供新的靶点。
外泌体作为癌症疫苗抗原和疫苗增效剂众所周知,与正常细胞相比,即使在肿瘤进展的早期阶段,肿瘤细胞也会向血浆和体液中释放更多的外泌体。
TEX 提供免疫刺激或免疫抑制分子,调节免疫细胞的发育、成熟和抗肿瘤能力。
来自TEX的肿瘤相关抗原可以通过树突状细胞(DC)呈递,DC细胞激活肿瘤特异性细胞毒性T淋巴细胞(CTL)以诱导抗肿瘤免疫。
与肿瘤裂解物相比,TEX由于更丰富的免疫刺激成分而增强了疫苗效果。
此外,TEX还含有促进DC摄取各种抗原的功能性标记物。
因此,TEX已成为一种很有前途的抗原来源和肿瘤疫苗的增效剂。
外泌体的生物学效应及在疾病诊疗中的应用研究
外泌体的生物学效应及在疾病诊疗中的应用研究外泌体是一种由细胞释放的小型脂质囊泡,直径约为30-100纳米,含有多种生物分子,如蛋白质、mRNA、miRNA等。
近年来,随着对外泌体生物学效应的深入研究,外泌体在疾病的发生、发展以及治疗中发挥重要作用,并成为一种新的诊疗手段。
外泌体的分类根据来源和分泌方式的不同,外泌体可以分为三类:外分泌体、内分泌体和直接释放体。
外分泌体主要由上皮细胞、肝细胞等分泌,与细胞外基质和细胞间通讯有关;内分泌体主要由内皮细胞、平滑肌细胞等分泌,与血管收缩和心血管疾病等相关;直接释放体主要与细胞凋亡和坏死有关。
外泌体的生物学效应外泌体的生物学效应涉及多个方面。
首先,外泌体可以调节免疫系统。
研究表明,外泌体可以抑制或增强免疫功能,对病原体感染和自身免疫性疾病等具有重要影响。
其次,外泌体还参与了细胞增殖、转化和凋亡等过程。
在肿瘤发展中,外泌体及其携带的生物分子可以调控肿瘤细胞的增殖、转化和浸润。
此外,外泌体还可以影响血管生成和细胞外基质重塑等生理过程。
外泌体在疾病诊疗中的应用研究外泌体的生物学效应使其成为一种新的疾病诊疗手段。
目前,已有多项研究展示了外泌体在多种疾病的诊断和治疗中的潜在应用。
以下简要介绍几个方面的研究进展。
1. 肿瘤诊断外泌体携带着肿瘤细胞的信息,可以作为肿瘤的标志物。
研究人员可以通过分离、分析血液或组织中的外泌体,诊断肿瘤以及预测患者的疾病进展和治疗效果。
2. 神经系统疾病外泌体携带神经元信息,在神经系统疾病的诊断和治疗中有着应用潜力。
研究表明,大量的突触形成的外泌体可以作为神经损伤的标志,并且可以促进神经元的再生和修复。
3. 心血管疾病外泌体可以通过调节血管壁和内皮细胞的生长因子,参与心血管疾病的发生和发展。
因此,外泌体可作为心血管疾病的治疗靶点或作为新型治疗方法的载体。
4. 免疫性疾病外泌体可以调节免疫系统,在免疫性疾病的治疗中具有广泛应用前景。
研究表明,外泌体携带的RNA和蛋白质等分子可以促进或抑制细胞间信号转导,从而影响免疫系统的功能。
外泌体及其在心血管疾病发生发展中的作用研究进展
外泌体及其在心血管疾病发生发展中的作用研究进展外泌体是细胞外分泌的一种小囊泡结构,直径约为40~100 nm,包裹着多种生物活性物质,如蛋白质、核酸、脂质等,并能够释放到细胞外,对周围细胞产生作用。
近年来,研究人员发现,外泌体在心血管疾病的发生和发展过程中发挥着重要的作用。
本文将针对外泌体在心血管疾病中的作用进行综述,并对其研究进展进行讨论。
外泌体在心血管疾病中的作用主要体现在以下几个方面:1. 血管功能调节:外泌体释放的生物活性物质可以作为细胞间的信号分子,调节血管功能。
外泌体中的一些蛋白质和miRNA可以促进血管内皮细胞增殖和迁移,刺激血管新生和修复。
外泌体中的一些miRNA也可以通过抑制血管内皮细胞凋亡和炎症反应,保护血管内皮功能,维持血管稳态。
2. 血栓形成:外泌体中的血小板源性生长因子和血管生成因子可以促进血小板凝聚和血栓形成。
外泌体中的一些miRNA也可以影响血小板功能和凝血系统的活性,促进血栓形成。
研究发现,一些心血管疾病患者的外泌体中含有更多的促凝因子,这可以解释为什么这些患者更容易发生血栓形成。
3. 患者血浆中的外泌体可以作为心血管疾病的生物标志物:外泌体可以通过血液循环获得,因此可以作为心血管疾病的生物标志物。
研究发现,心肌梗死、冠心病和糖尿病等心血管疾病患者的外泌体中含有特定的miRNA和蛋白质,与心血管疾病的发生和发展相关。
通过检测血浆中的外泌体,可以快速、非侵入性地诊断和监测心血管疾病的进展。
4. 外泌体可能作为治疗心血管疾病的新靶点:由于外泌体具有跨细胞传递信号分子的能力,可以在细胞间传递药物和遗传物质。
外泌体被认为是治疗心血管疾病的潜在靶点。
研究人员已经开始探索用外泌体作为治疗心血管疾病的载体,通过改变外泌体中的生物活性物质的含量和组成,达到治疗心血管疾病的目的。
外泌体在心血管疾病的发生和发展中发挥着重要的作用。
研究人员已经从不同角度对外泌体及其在心血管疾病中的作用展开了研究,但仍然有许多问题有待解答,例如外泌体的释放机制、组成的多样性以及与心血管疾病之间的相关性等。
外泌体的生物学功能及其在疾病诊断和治疗中的应用
外泌体的生物学功能及其在疾病诊断和治疗中的应用外泌体是一种被发现不久的细胞间传递物质的载体,在细胞生物学、免疫学和疾病诊断方面有广泛的应用前景。
它们是一种非囊泡性的小颗粒,由细胞膜内凸形膜(内凸面)包裹而成,具有复杂的分子组成和多种生物学功能。
在许多生物体内分布广泛,在分泌型细胞中也有丰富的产生。
外泌体在不同领域的应用和发现将会给临床医学带来重大的启示和挑战。
外泌体的生物学功能及其在疾病诊断和治疗中的应用一、外泌体的生物学功能外泌体(extracellular vesicles,EVs),是通过细胞外液分泌出来的细胞内质膜包裹的纳米颗粒。
如图1所示,外泌体是大小为30-200 nm的细胞外囊泡,分为外泌体、exomere和微泡。
外泌体的形成机制是细胞膜内相支持(endosomal sorting complexes required for transport,ESCRT)、纳米斑(nucleation)和替代机制(invagination)等,通过内凸形膜逐渐形成囊泡并分泌出来。
在外泌体的形成过程中参与的细胞蛋白质有多种,包括烟碱酸腺嘧啶二核苷酸磷酸酯酶代表(AIP5)、TSG101、VPS4A和VPS4B等,通过负责解贴着外泌体内部的内凸形膜。
图1. 外泌体的结构外泌体的质量和数量与细胞类型、代谢状态以及周围环境等因素有关。
外泌体的产生不仅存在于哺乳动物,还存在于各种非哺乳动物细胞和植物细胞体内。
同时,外泌体还应用于各种细胞的相互作用中,促进脑内巨噬细胞、T细胞和肿瘤细胞之间的互作用等。
二、外泌体在疾病诊断和治疗中的应用近年来,外泌体在诊断疾病以及治疗方面的应用逐渐受到关注。
外泌体中的蛋白质、核酸、脂质和碳水化合物等分子可反映出许多高度特异性或标志性的细胞信息和代谢或疾病模式。
比如,某些蛋白质的产生和分泌特异性地与细胞的生长、增殖和转移过程有关,例如HER2和Vimentin等肿瘤标志物也是如此。
外泌体在信号传递和疾病治疗中的应用
外泌体在信号传递和疾病治疗中的应用一、前言外泌体这个概念在生物学领域中是比较新的词汇,指的是细胞释放出来的一种类似于包裹般的细胞分泌物,包含有多种细胞因子和生长因子等生物活性分子,可以具有重要的信号传递作用。
在医学领域中,外泌体的研究引起了越来越多的关注,因为它们不仅能够参与许多生理和病理过程中的信号传递,还可以作为疾病治疗的新型靶点或药物载体。
二、外泌体在信号传递中的作用外泌体可以作为细胞间的信号传递介质,在生理和病理状态下发挥着重要的作用。
研究表明,外泌体中包含有各种生物活性物质,如RNA、蛋白质等,这些物质可以通过外泌体传递到相邻的细胞中,从而实现细胞间的相互影响和交流。
以肿瘤为例,肿瘤细胞常常会产生一些所谓的肿瘤外泌体,释放到周围的环境中。
这些外泌体中包含了大量的生物活性分子,可以通过影响周围的正常细胞,从而促进肿瘤细胞的生长和转移。
研究表明,肿瘤外泌体中的miRNA可以影响正常细胞的基因表达,从而促进肿瘤细胞的生长。
此外,肿瘤外泌体中的其他生物活性物质,如蛋白质、激素和基质金属蛋白酶,也可以通过各种机制来影响周围细胞的生长和转移,从而促进肿瘤的生长和扩散。
外泌体在信号传递中的作用不仅仅局限在肿瘤领域,它们在多种生理和病理情况下都可以发挥重要的作用。
例如,在免疫细胞的相互作用中,外泌体可以作为一种细胞间的信号传递介质,调节免疫细胞之间的相互作用,从而影响免疫的效应。
另外,外泌体在心血管疾病、神经系统疾病等方面的应用也备受关注。
三、外泌体在疾病治疗中的应用随着对外泌体的认识越来越深入,人们开始尝试将外泌体应用于疾病治疗中。
由于外泌体可以传递多种生物活性物质,因此它们可以作为一种新型的药物载体,实现靶向治疗。
目前,外泌体的应用主要集中在以下几个方面:1、肿瘤治疗肿瘤是严重危害人类健康的疾病之一,通过调节肿瘤细胞与正常细胞之间的相互作用,可以实现对肿瘤的治疗。
外泌体的应用在肿瘤治疗中具有重要的潜力。
外泌体在多发性骨髓瘤中的作用及其临床应用
外泌体在多发性骨髓瘤中的作用及其临床应用摘要:外泌体是来自细胞分泌的内含蛋白或者是核酸等一些活性物质,他们通过对细胞间的通信进行调控,能够使细胞的正常生理过程得到控制,与此同时也能够参与到囊肿瘤在内的各种疾病的病理产生的过程。
肿瘤来源的外泌体会参与到肿瘤细胞以及微环境的相互作用中,对各种信号因子进行转移以及免疫调制,使肿瘤的发生以及发展得到相应的控制。
实际上,多发性骨髓瘤是一种十分普遍的血液系恶性肿瘤,它的发病机制现如今并没有得到完全的了解,同时在对其进行治疗的过程中,缺乏科学合理、高效安全的手段,而外泌体在实际中可能会携带有大量的生物学信息,这就会胃肿瘤的治疗提供更好的机制和新的靶点。
本文结合实际情况来分析外泌体在多发性骨髓瘤中产生的具体影响因子和效果,针对以外泌体作为基础的治疗方案进行研究。
关键词:外泌体;肿瘤;多发性骨髓瘤;肿瘤微环境作为一种复杂的器官病变恶,肿瘤细胞能够改变基质细胞以及细胞外的机制构建,形成更加符合肿瘤生长环境的环境体系,另外是基质细胞中会携带着信息干预肿瘤的发展,肿瘤微环境中细胞之间的通信是影响当肿瘤发展的重要因素,而这种肿瘤细胞的来源外泌体会携带有肿瘤细胞的遗传信息,近些年来已经受到了医学方面的广泛关注,作为一种可以由多细胞分泌的,广泛存在于人体液中的细胞外囊泡,外泌体是由脂质双分子层包含蛋白以及核酸等方面的内容构成,有研究已经表明肿瘤细胞分泌的外泌体量要比正常细胞多的多,这种分泌量和肿瘤的恶性情况直接相关,多发性骨髓瘤作为一种恶性浆细胞疾病,多发性骨髓瘤细胞能够使骨髓的微环境稳定性被破坏,但是由于耐药性的提升,对其进行治疗的过程中体现出了极大的难度[1]。
本文结合实际情况来探讨MM微环境中外泌体肿瘤的发生情况以及相对应的作用机制,希望可以更好的对肿瘤治疗的问题进行解决。
1外泌体的生物学特性外泌体自从上世纪末期发现以来,得到了广泛的研究,相关方便将外泌体认为是内膜向内出芽形成多囊泡体和细胞膜融合之后,以出胞的形式被释放到胞外的物质,它的直径一般在40~100nm左右,电镜观察外泌体会发现它呈现出状或碟样结构,外泌体是由磷脂双分子层包绕,内部还有一些RNA,还有神经酰胺以及蛋白质的生物活性物质,包括4500多种蛋白质,1600多种mRNA,还有上百种微小RNA以及其他的脂质,能够在细胞间起到信息交流以及遗传物质传递的作用[2]。
外泌体在肿瘤转移中的作用研究进展
外泌体在肿瘤转移中的作用研究进展肿瘤是世界范围内的健康问题,其转移导致恶性肿瘤死亡率的增加,具有重要的研究价值。
近年来,越来越多的研究表明,外泌体在肿瘤转移中起着重要的作用。
外泌体是一种由多种细胞类型分泌的小膜泡,其大小约为30-100nm,它们含有微RNA、mRNA和蛋白质等分子,能够调控目标细胞的基因表达以及信号传递通路。
外泌体具有多种功能,包括分泌、激活、清除和细胞间通讯等。
肿瘤细胞通过外泌体来传递信息外泌体在肿瘤转移中的作用主要通过肿瘤细胞的信息传递来实现。
肿瘤细胞可以通过外泌体释放的信息来影响目标细胞的行为,从而达到肿瘤细胞转移的目的。
一个能够有效抑制外泌体释放的治疗策略可能有助于防止肿瘤细胞转移。
微RNA在肿瘤转移中起到调节作用外泌体微RNA具有强大的调控功能,在转移过程中具有重要作用。
研究表明,外泌体微RNA能够通过调节目标细胞基因表达来影响其生物学行为,包括增殖、血管生成、侵入和转移。
外泌体表达的微RNA已经成为向肿瘤转移控制的新靶点之一。
外泌体蛋白在肿瘤转移中起到调节作用外泌体蛋白还可以通过不同机制将其负载递送到目标细胞,影响其生物学行为。
外泌体蛋白在肿瘤细胞转移中的作用机制多种多样,涉及各种信号通路的变化,包括细胞粘附、血管生成、转移和免疫抑制等。
外泌体蛋白在防止肿瘤细胞转移中有重要的作用。
外泌体在肿瘤转移中的应用外泌体可以作为肿瘤转移诊断和治疗策略的潜在依据。
外泌体微RNA和蛋白质可以用作肿瘤转移的标志物和预测指标。
同时,肿瘤细胞可以通过调控外泌体释放来控制转移的速度和蔓延性,因此想要防止肿瘤细胞转移,就需要提高大量释放外泌体的抑制剂。
结论外泌体在肿瘤转移中可能扮演重要角色,因此,外泌体的研究可能为肿瘤治疗和诊断提供新的思路。
未来的研究有望深入探索外泌体在肿瘤转移中的作用机制,进一步阐明其可能的应用场景和限制条件。
外泌体miRNA 及其在肺纤维化中的作用研究进展
外泌体(exosomes)是由多种细胞(上皮细胞、巨噬细胞、间充质干细胞、免疫细胞等)主动向胞外分泌的一种纳米级别的胞外囊泡,在血液、尿液、羊水、脑脊液、淋巴液、母乳、唾液、胃酸等生物液中广泛分布[1]。
其最初被认知为细胞释放的代谢物,但后续的研究发现外泌体是细胞通信的重要介质[2],其携带的蛋白质、核酸、脂质等多种生物活性成分在细胞增殖、细胞凋亡、血管新生、免疫反应及细胞通信等众多生物学过程发挥重要作用[3]。
肺纤维化(pulmonary fibrosis,PF)是一种慢性、间质性的肺组织间质损伤疾病,也是多种肺部疾病的最终表现[4]。
其发病机制复杂,患者生存周期短、难治愈、病死率高,目前该疾病尚缺乏确切有效的治疗方法。
遗传异常、自身免疫、机体损伤等自身条件因素以及病原微生物感染、放射性元素、职业条件等外部环境因素都会引起复杂肺间质损伤,根据发病原因的不同,肺纤维化可分为特发性肺纤维化、继发性肺纤维化、遗传性肺纤维化以DOI:10.16605/ki.1007-7847.2022.04.0131收稿日期:2022-04-02;修回日期:2022-08-03;网络首发日期:2022-09-30基金项目:宁夏自然科学基金项目(NZ1633);国家自然科学基金资助项目(31660255)作者简介:王泽华(1997—),男,陕西渭南人,硕士研究生:*通信作者:马春燕(1975—),女,宁夏银川人,博士,教授,主要从事外泌体及动物病原微生物研究,E-mail:********************。
外泌体miRNA 及其在肺纤维化中的作用研究进展王泽华,张丽昀,张浩澜,胡成博,马春燕*(宁夏大学生命科学学院西部特色生物资源保护与利用教育部重点实验室,中国宁夏银川750021)摘要:外泌体是由细胞膜与多囊泡体融合并通过胞吐作用释放到胞外的纳米尺寸的脂双层囊泡,在细胞间通信作为媒介发挥重要作用。
微RNA (microRNA,miRNA)是一类由18~24个核苷酸组成的内源性非编码RNA,在转录后基因表达中充当重要的调节因子。
外泌体——临床运用的潜在靶点
外泌体——临床运用的潜在靶点
郭德镔;朱向情;潘兴华
【期刊名称】《自然科学》
【年(卷),期】2017(005)001
【摘要】外泌体(Exosome)是一种普遍存在细胞中,在细胞间通讯、疾病生物学标志和药物传递上具有潜在临床运用价值的小囊泡。
本文就其在癌症、缺血-再灌注损伤、造血损伤、骨骼疾病等诊疗方面的研究进展进行简要综述。
【总页数】7页(P24-30)
【作者】郭德镔;朱向情;潘兴华
【作者单位】[1]干细胞与免疫细胞生物医药技术国家地方联合工程实验室,云南昆明;;[2]干细胞与免疫细胞生物医药技术国家地方联合工程实验室,云南昆明;;[2]干细胞与免疫细胞生物医药技术国家地方联合工程实验室,云南昆明
【正文语种】中文
【中图分类】R73
【相关文献】
1.外泌体——卵巢癌诊治潜在新靶点 [J], 应翔; 冯杏君; 郑灵芝
2.心源性外泌体作为冠心病标志物和新靶点展望 [J], 姚雯; 毛露; 孙硕; Dirk Hermann; 陈艾东
3.外泌体:心肌缺血再灌注损伤干预新靶点 [J], 胡梦弦;何贵新;秦伟彬;吴成强;林琳;王明远;冯雨菲;郑国坤
4.外泌体:运动防治肌少症的新靶点 [J], 蒲锐;陈子扬;袁凌燕
5.外泌体为动脉粥样硬化提供新的干预靶点 [J], 江悦;田梦翔;王双;易光辉
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
外泌体在疾病诊断与治疗中的应用
外泌体在疾病诊断与治疗中的应用随着科技的不断进步,外泌体作为一种重要的生物标志物在疾病的诊断和治疗中得到了越来越多的应用。
外泌体是一种细胞外分泌的小囊泡,其内部含有多种生物活性分子,如蛋白质、核酸、脂质等,可以在体内外传递信息并调节细胞的生物学过程。
本文将介绍外泌体在疾病诊断和治疗中的应用现状以及未来发展趋势。
一、外泌体在疾病诊断中的应用1. 外泌体作为疾病的生物标志物外泌体可以从多种体液中分离出来,包括血液、尿液、唾液、脑脊液等,其中含有的生物标志物可用于疾病的诊断和预测。
例如,外泌体中含有的miRNA(微小RNA)可以作为乳腺癌的生物标志物,通过检测外泌体中miRNA的表达水平可以对乳腺癌进行筛查和预测。
外泌体中含有的蛋白质也可以作为肿瘤等疾病的标志物,通过检测外泌体中蛋白质的种类和表达水平可以对疾病进行诊断和病情监测。
2. 外泌体在体内成像中的应用外泌体还可以通过特定的标记技术,在体内进行成像,用于疾病的诊断和治疗。
例如,在癌症治疗中,通过将外泌体表面标记成荧光分子或磁性纳米粒子,可用于癌细胞的定向治疗和成像。
此外,外泌体还可作为递送载体,将药物分子等物质递送到特定的细胞或组织中,用于疾病的治疗。
二、外泌体在疾病治疗中的应用1. 外泌体作为治疗药物的递送载体外泌体可以在体内外传递多种生物活性分子,可作为治疗药物的递送载体。
例如,在神经退行性疾病中,外泌体可递送生长因子、神经元营养素等物质,帮助维持神经元的正常生理功能。
在肿瘤治疗中,外泌体可递送抗肿瘤药物、肿瘤免疫治疗药物等,实现肿瘤的精准治疗。
2. 外泌体作为免疫治疗药物的新型递送系统外泌体中含有多种免疫调节分子,如转化生长因子β(TGF-β)、白介素-10(IL-10)等,具有免疫调节作用。
将外泌体内的这些分子与肿瘤或其他疾病相关的抗原融合成“外泌体疫苗”,可以增强体内的免疫功能,提高人体对疾病的免疫力,实现对疾病的治疗和预防。
三、外泌体在疾病诊断和治疗中的未来发展趋势1. 差异化分离技术的发展由于外泌体的复杂性,其成分和含量可能因不同的采样方法、样本源和分离技术而发生变化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Open Journal of Nature Science 自然科学, 2017, 5(1), 24-30 Published Online February 2017 in Hans. /journal/ojns https:///10.12677/ojns.2017.51004文章引用: 郭德镔, 朱向情, 潘兴华. 外泌体——临床运用的潜在靶点[J]. 自然科学, 2017, 5(1): 24-30.Exosome—Potential Target for Clinical ApplicationDebin Guo 1,2, Xiangqing Zhu 1, Xinghua Pan 11Stem Cell and Immune Cells Biomedical Techniques Integrated Engineering Laboratory of State and Regions, Kunming Yunnan 2The Third Military Medical University, ChongqingReceived: Jan. 19th , 2017; accepted: Feb. 7th , 2017; published: Feb. 10th , 2017AbstractExosome, a kind of utricle bubble, is present in virtually all cells, which has potential clinical ap-plication value in the communication between cells, disease biology marks and drug delivery. In this paper, we made a review of recent progress of exosome using for diagnosis and treatments ofcancer, ischemia/reperfusion injury, hematopoietic injury, osteal diseases. KeywordsExtracellular Vesicles, Exosome, Clinical Application of Progress, The Liquid Biopsy外泌体——临床运用的潜在靶点郭德镔1,2,朱向情1,潘兴华11干细胞与免疫细胞生物医药技术国家地方联合工程实验室,云南 昆明 2第三军医大学,重庆收稿日期:2017年1月19日;录用日期:2017年2月7日;发布日期:2017年2月10日摘 要外泌体(Exosome)是一种普遍存在细胞中,在细胞间通讯、疾病生物学标志和药物传递上具有潜在临床运用价值的小囊泡。
本文就其在癌症、缺血-再灌注损伤、造血损伤、骨骼疾病等诊疗方面的研究进展进行简要综述。
郭德镔等关键词胞外囊泡,外泌体,临床应用进展,液态活检Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY)./licenses/by/4.0/1. 引言胞外囊泡(extracellular vesicles)是指从细胞膜上脱落或者由细胞分泌的双层膜结构囊泡状小体,其富含磷脂酰丝氨酸、胞质蛋白、mRNA、imRNA、mRNA、DNA [1] [2]。
根据胞外囊泡大小、来源及分离方式大致可分为三类[3] [4] [5]:(1) 微泡(Microvesicles):源于细胞质膜,直径在50~1500 nm,离心率为1000~10,000 g可被分离,富含CD40;(2) 凋亡小体:源于死亡细胞碎片,直径在800~5000 nm,离心率为1500~100,000 g可被分离,富含组蛋白和DNA;(3) 外泌体(Exosome):是细胞早期内涵体向内出芽形成的小囊泡,通过胞吐作用释放,直径50~120 nm,富含细胞内膜标记Tsg101,CD63,CD9,CD81。
另外还有血源性的小囊泡(blood-derived vesicles)直径130~500 nm,由活化的血小板分泌[6]。
外泌体(Exosome)是一种几乎可以被所有类型细胞分泌的纳米级囊泡,也是胞外囊泡中功能最全的一类[7],在免疫中的抗原呈递、肿瘤的生长与迁移、组织损伤修复,感染与炎症反应等方面起着重要作用。
不同细胞分泌的外泌体内含不同组成成分与功能分子,直接反应其来源细胞的生理、病理及功能状态,这就提供了丰富潜在的生物标志物分子源[8]。
外泌体具有脂质双层膜结构,能较好保护其包被的物质,是靶向细胞或器官潜在药物传递系统(DDS)的有效工具[9]。
近年来外泌体的研究进展迅速,尤其是其携带的RNA功能受到高度重视,本文就外泌体在癌症、缺血-再灌注损伤、造血损伤、骨骼疾病等诊疗方面的研究进展进行简要综述,为将来外泌体的临床运用提供理论基础。
外泌体影响靶细胞的生物学效应机制复杂,很多机制尚不清楚,就目前研究而言,可能通过以下几种方式发挥效应:(1) 做为新的信号模式体直接刺激靶细胞[10],靶细胞应激反应从而改变生物学活性;(2) 与靶细胞特异性的受体相互作用,通过细胞内化转移外泌体所包含的生物活性分子改变靶细胞的功能状态[3];(3) 作为细胞通讯中枢介质,传递活性蛋白、功能性的mRNA、miRNA和转录因子,介导细胞与细胞间的交流,协同生物学效应。
2. 外泌体与肿瘤的诊疗2.1. 肿瘤的诊断无论是肿瘤的早期筛查,诊断,治疗还是动态监测,液态活检都发挥了重要作用,让肿瘤无创诊断得以实现。
液态活检通过非侵入性取样进行检测,方便快捷、微创无痛,大大降低肿瘤活检的危险,延长患者生存期。
而外泌体作为液态活检的靶标正逐渐成为液态活检的新生主力军。
Belov, L.等[11]将已知的肿瘤表面标志物固定于芯片上,通过抗体芯片分别检测细胞与血浆中外泌体标志物,约40%的癌细胞表面标志物在囊泡表面体现,说明抗体芯片检测外泌体表面蛋白有望应用于肿瘤诊断。
Exosome Diagnostics 公司开发的ExoDxLung (ALK)产品可以检测基于EML4和ALK两基因间的融合突变,突变具有ALK抑制剂敏感性,如Xalkori与Zykadia突变,每一种突变可导致一种类型的非小细胞肺癌(NSCLC),从而指导癌症治疗方案的制定。
ExoDxLung (ALK)可同时检测外泌体RNA与郭德镔等ctDNA,可将罕见癌基因突变检测灵敏度提高近三倍以上[12] (对比循环肿瘤细胞或ctDNA等液态活检检测不到的情况)。
外泌体可以通过转移miRNA与血管生成相关蛋白促肿瘤生长,这便提供了基于血液诊断的信息[13]。
kalluri等发现细胞表面蛋白多糖磷脂酰肌醇聚糖-1(GPC1)在胰腺癌个体血液外泌体中含量丰富,GPC1能以100%的准确率和敏感性诊断出早期与晚期胰腺癌[14]。
宫颈癌患者的阴道灌洗液中外泌体的miRNA-21和miRNA-146的水平明显升高,水平高低与宫颈癌的分级密切相关[15]。
另外通过检测一些已知的前列腺癌基因(例如BIRC5,ERG,PCA3和TMPRSS2)对比发现,检测外泌体可作为一种非侵入性的手段来判断高分级或恶性的肿瘤[16]。
外泌体miRNAs可介导肿瘤细胞与基质细胞相互通信。
Ying,X.等发现上皮性卵巢癌(EOC)来源外泌体MIR-222-3P促进巨噬细胞M2型的极化,该过程激活SOCS3/STAT3信号通路,且血清中检测到外泌体MIR-222-3P的水平与EOC相关[17]。
外泌体连接整合素介导肿瘤器官靶向性转移,外泌体能包裹双链大DNA片段(甚至10 kb以上),且外泌体包含大量功能性RNA、DNA易通过二代测序进行分析,而肿瘤来源的外泌体可显著富集在生物体液中,以上都提示外泌体RNA、DNA作为肿瘤诊断的可靠测序材料,说明用遗传物质测序有望成为癌症诊断的重要手段之一[18]。
2.2. 肿瘤的治疗间充质干细胞(MSCs)是肿瘤微环境的重要组成部分,大量研究显示肿瘤来源的间充质干细胞不像其他组织中正常的间充质干细胞,他们表现出强大促进肿瘤发生发展的能力。
但正常间充质干细胞转化为肿瘤相关间充质干细胞的机制是未知的。
中科院研究人员发现肿瘤发生过程中分泌大量囊泡,这些囊泡被组织间正常间充质干细胞摄取后,既不影响生长因子的生成和间充质干细胞的免疫抑制特性,相反,通过调控间充质干细胞中趋化因子CCL-2,CCL-7,CCL-12的表达,募集更多的巨噬细胞迁徙、浸润b16-f0黑色素瘤与EL-4淋巴瘤,促进肿瘤生长。
这一发现对揭示肿瘤间充质干细胞的来源具有重要意义,同时也揭示了肿瘤细胞、间充质干细胞及免疫细胞之间可能存在交互调控作用[19]。
Besse B. [20]团队对无法进行手术的进展期非小细胞肺癌患者进行IFN-γ-Dex(树突状细胞来源外泌体)II期临床试验。
发现NKp30依赖的NK细胞功能的增加,IFN-γ-Dex产物的II类MSC的表达水平与Dex的NKp30配体BAG6的表达水平具有相关性,并与NKp30依赖的NK细胞的功能呈相关性,后者与较长的无进展生存期有关,证实了在晚期非小细胞肺癌患者中树突状细胞来源外泌体能提高NK细胞抗肿瘤的免疫应答能力。
Pucci F 等人[21]发现肿瘤细胞分泌的外泌体会随淋巴循环进入肿瘤邻近淋巴结,而淋巴结被膜下巨噬细胞会结合这些外泌体,从而阻止其与淋巴结髓质区B细胞的相互作用,降低B细胞自身抗体的分泌,从而抑制B 细胞自身抗体对肿瘤细胞的抑制作用。
有研究证实通过给予巨噬细胞靶向药物并同时阻断肿瘤细胞外泌体的释放,有效抑制了肿瘤的增长。
另外,外泌体虽然具有惰性,但它们能通过与细胞膜融合后将携带的物质与信号传递到受体细胞以改变受体的生物学功能(例如如抗原递呈细胞来源外泌体不仅包含了完整的主要组织相容性复合物,还能递呈抗原),所以外泌体是纳米药物递送或基因治疗的潜在载体,这也提示利用外泌体研发癌症疫苗成为可能[22]。
3. 外泌体与其他疾病的诊疗3.1. 外泌体改善缺血-再灌注损伤有学者将来间充质干细胞来源的外泌体通过尾静脉输注到心梗模型大鼠体内,发现梗死面积明显减少,细胞凋亡率下降,血液中的外泌体浓度升高,并检测到心肌细胞不能摄取外泌体,而外泌体通过与心肌细胞表面接触来发挥作用。