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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.
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姜黄素对脑卒中预防的表观遗传影响
脑卒中是因血液供应中断导致脑功能丧失的神经功能缺损症候群，可分为缺血和出血两大类。缺血性脑卒中的治疗手段包括溶栓、抗血小板药物、手术和卒中单元管理，对脑卒中的保护性治疗缺少循证医学证据。 Alamy等[1]的研究发现，膳食成分对大脑正常运转有较大影响，而姜黄素表现出对表观遗传的影响。姜黄素提供血管保护作用，降低患中风的危险性，其对脑卒中预防作用机制可概括为：1通过清除自由基，抑制一氧化氮合酶和脂质过氧化实现神经保护作用；2通过抑制IL-1、IL-8和TNF-α等的产生并发挥抗炎作用；3降低胆固醇提高HDL抗脂性能；4通过抑制血小板聚集及诱导血小板聚集因子抗聚集性。Tyagi等[2]的研究发现姜黄素具有神经保护和抗氧化性能，能够防治脑缺血。然而，我们需要探讨的是姜黄素在表观遗传学的影响。目前我们认为姜黄素影响分子过程，如DNA甲基化、组蛋白修饰、核小体重塑等。姜黄素的Ⅰ期临床试验是不成功的，因为它的生物利用度低[3]。限制姜黄素生物利用度的因素包括吸收、快速代谢和快速的系统消除。近的研究表明，姜黄素外泌体在血液中更稳定，具有高溶解性、高浓度及具有治疗潜力[4]。外泌体（exo-some）是各个细胞通过吞噬作用分泌到细胞外的纳米级囊泡状小体，由脂质双分子层以及普遍存在的蛋白质构成。这些纳米单元已被用于治疗中风的大鼠[5]。而且，姜黄素通过鼻内途径脑靶向递送外泌体已被证明对大脑的炎症性疾病是有效的[4]。
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肿瘤及肿瘤基质细胞释放的外泌体对肿瘤耐药产生的影响
恶性肿瘤疾病对人类生命健康的影响程度日益升高,不仅早期筛查诊断难度较高,并且治疗预后效果往往较差.目前,国内外临床均将化疗作为患者的主要治疗手段,但治疗过程中不断出现的药物耐药问题对患者及医务人员均造成了严重困扰.国外研究已对肿瘤耐药与外泌体进行了相关研究,认为该物质对耐药传递形成了重要影响,其外泌体中可携带耐药相关分子不断在肿瘤细胞中进行传递与作用,并且能够外排相关介导药物,通过对其实施处理可为逆转耐药起到积极作用.
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小鼠CD4+T细胞外泌体分离及鉴定
目的 探讨CD4+T细胞是否具有分泌外泌体的能力,以及CD4+T细胞外泌体参与炎症及肿瘤免疫过程的可能.方法 应用断颈处死的方法取出小鼠的脾脏,用磁珠分选的方法从小鼠脾脏细胞中分选出CD4+T细胞,并尝试从培养基上清液中提取CD4+T细胞的外泌体,在透射电镜下观察,后用PCR技术分析miR-23a、miR-214的表达情况.结果 在透射电镜下能够观察到提取出的CD4+T细胞外泌体,且用PCR技术能检测到小鼠CD4+T细胞外泌体中miR-23a、miR-214这两个炎症及肿瘤相关的miRNA的表达.结论 小鼠CD4+T细胞有分泌外泌体的能力,且为CD4+T细胞外泌体参与炎症及肿瘤相关过程提供了可能.
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外泌体在肿瘤诊疗中的研究进展
外泌体是具有磷脂双分子膜结构的纳米级囊泡,直径在30~100 nm,广泛分布于血清、唾液、尿液等体液中.外泌体中包含多种蛋白质、核苷酸、甚至病毒等遗传物质,广泛参与细胞间物质交换和信息传递.近研究发现,肿瘤细胞分泌的外泌体中mRNA和miRNA等遗传物质直接来自母体肿瘤细胞,此外外泌体携带的遗传物质可以直接作用于受体细胞,因此外泌体可能成为肿瘤诊断和治疗的新靶点.本文对外泌体作为肿瘤诊断的标志物以及外泌体对肿瘤治疗的作用作一综述.
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间充质干细胞源外泌体治疗类风湿性关节炎动物模型和临床研究进展
目前,临床治疗类风湿性关节炎(RA)可选的药物有限,治疗效果仍不容乐观.间充质干细胞(MSCs)治疗RA具有较好的应用前景,但也存在一定的潜在治疗风险.MSCs可排泌多种功能性外泌体(MSCs-Exos),MSCs-Exos不但具备MSCs的疗效,且可显著降低MSCs的治疗风险.随着Exos研究技术的成熟,以及更多的动物模型和大规模的临床研究,MSCs-Exos有望为RA的治疗提供新的策略.
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外泌体在肝脏疾病中的研究概况
外泌体是直径为30~100 nm,由各种类型细胞释放到生物学体液中的胞外囊泡.外泌体首要的生物学功能是在细胞间通讯,它内含细胞相关的蛋白质、脂质、RNA分子和循环DNA等重要分子,从供体细胞转移到受体细胞而发挥细胞间联络作用.在肝脏中,外泌体由肝细胞、非实质肝细胞和免疫细胞分泌,研究显示外泌体参与代谢性障碍引起的肝脏疾病、酒精性肝病、病毒性肝炎及肝细胞癌等的发病机制,是肝病诊断和预后判断的潜在新型分子生物标志物,也是肝病新的潜在治疗手段.本文对外泌体在肝脏疾病中的作用及其对肝脏疾病潜在的诊治价值等做一简要概括.
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细胞外囊泡在心血管疾病中的研究进展
近，细胞外囊泡已成为在细胞生物学和生物医学公认的重要成员。细胞外囊泡包括外泌体、微粒和凋亡小体，大多数分泌细胞中含有磷脂双分子层结构。重要的是，越来越多的证据支持细胞外囊泡可以作为在人类疾病中的生物标志物，治疗靶点或工具。心血管疾病无疑是其中热门和快速增长的细胞外囊泡研究领域。然而，在有关不同的心血管疾病研究中，细胞外囊泡有时可以发挥不同的生物效应。因此，这些囊泡到底对心血管健康是有益或有害似乎还存在疑问。在这篇综述，笔者将介绍细胞外囊泡和概述其在心血管疾病的生物学作用。
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外泌体在慢性气道炎症性疾病中的研究进展
外泌体是由多泡体与细胞质膜融合形成的一种直径40～100 nm的囊泡小体,可由多种细胞通过胞吐作用释放到细胞外间隙.外泌体内含蛋白质、mRNA、微小RNA等活性遗传物质,将内容物转移到受体细胞而发挥生物学功能.近年来,外泌体在肿瘤学研究领域发展迅速,甚至已经应用于Ⅰ期临床试验.初步研究显示外泌体在支气管哮喘、慢性阻塞性肺疾病为代表的慢性气道炎症性疾病的生理和病理过程中占据重要的地位,以及其可能作为疾病的生物标志物和治疗载体对慢性气道炎症性疾病潜在的诊疗价值.
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外泌体来源RNA在细胞通讯中的作用
细胞间的通信有多种方式,包括接触式和非接触式.外泌体在细胞通讯中发挥重要作用,其介导的细胞间通信并不需要细胞接触,从而可以产生相对较长距离的影响.外泌体包含RNA成分、mRNA和微小RNA,通过外泌体的双层脂质膜包裹,使得其中的RNA信息可以通过循环系统传递至较远的距离.外泌体的mRNA成分与母细胞的mRNA成分大不相同,而微小RNA的成分却在一定程度上反应母细胞微小RNA的水平.本文综述外泌体在细胞通讯方面的作用,侧重于其携带的RNA.
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外泌体在软组织损伤后修复中的研究进展
软组织损伤是指因急性或慢性积累性损伤而导致的机体多系统结构或功能异常,损伤后修复不良可引起疼痛、肌肉痉挛、功能障碍甚至畸形等;探索软组织损伤及修复的病理生理机制,促进软组织损伤后相关功能的恢复、缓解患者病痛已成为当今医学研究的热点.外泌体是近年来发现的一种新型细胞间信号通讯方式,因其在维持组织微环境稳态中的重要作用而备受关注,近年来的研究发现外泌体可通过多种途径参与软组织损伤后修复的病理生理过程.本文将对外泌体在软组织损伤修复中的作用机制的相关研究进展加以综述.
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人脐带间充质干细胞外泌体免疫调节功能的研究
目的 探讨人脐带间充质干细胞(hUC-MSCs)分泌的外泌体(exosomes)的免疫调节能力.方法 分离培养hUC-MSCs,收集第3代hUC-MSCs上清,提取外泌体,Western印迹检测其表面特异标志CD81、CD9的表达,BCA法测定浓度;不同浓度外泌体与CD3/CD28单抗刺激的正常人外周血单个核细胞(PBMC)作用72 h,流式检测作用前后Th17和Treg细胞的比例变化,检测对CD4+T、CD8+T细胞增殖能力的影响,ELISA检测干扰素(IFN)-γ、白细胞介素(IL)-6、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、转化生长因子β1(TGF-β1)的水平变化.结果 hUC-MSCs外泌体高表达CD9、CD81,可明显抑制CD4+T和CD8+T细胞的增殖,升高CD4+ CD25+ FoxP3+ Treg细胞比例,经CD3/CD28单抗刺激后CD45+ CD4+ Ki67+和CD45+ CD8+ Ki67+细胞比例为85.3％±5.6％和72.6％±6.3％,同时升高PBMC分泌的TGF-β1水平,降低IFN-γ、IL-6、TNF-α的水平(均P＜0.05).结论 hUC-MSCs分泌的外泌体具有免疫调节功能,有望成为一种免疫治疗的新选择.
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肾移植术后病毒感染对外泌体研究影响的初步探索
目的 探讨移植后病毒感染患者人群体液中存在的病毒颗粒和核酸物质是否会存在于提取的外泌体样品中.方法 选取2015年1月至2017年7月于解放军第三0九医院全军器官移植中心行同种异体肾脏移植手术的受者10例,其中白细胞人巨细胞病毒(HCMV)-pp65抗原检测阳性,同时血浆HCMV DNA检测结果为阳性或可疑阳性的病例5例,血浆BK病毒(BKV) DNA检测结果为阳性的病例5例.用试剂盒法提取血浆外泌体,电镜和纳米颗粒粒度分析仪(NTA)观察和分析外泌体.用实时荧光定量PCR分别检测并比较血浆、外泌体和流出液中的病毒DNA拷贝数.结果 电镜下可见样本中的外泌体样囊泡结构,NTA检测样品浓度为(1.2～4.5) ×1012颗粒/ml,颗粒直径30 ～200 nm.外泌体与血浆病毒DNA定量结果基本在同一数量级,而流出液中急遽降低.结论 病毒DNA在移植后病毒感染患者外泌体样品中被大量检测出来,不仅提示了病毒传播可能利用了外泌体的生物形成过程,更提醒了现有的外泌体提取方式的局限性可能是病毒感染患者人群中外泌体研究的瓶颈.
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骨髓间充质干细胞来源exosome对大鼠肾缺血再灌注损伤的保护作用
目的 探讨骨髓间充质干细胞(BM-MSC)来源外泌体(exosome)对大鼠肾缺血再灌注损伤(IRI)的保护作用及机制.方法 原代分离、培养、鉴定大鼠BM-MSC.提取BM-MSC来源exosome,使用电镜观察exosome,并检测其表面CD63表达.构建雄性SD大鼠IRI模型,随机数字表法分为假手术组(Sham组)、缺血再灌注组(IR组)、MSC处理组(IR+ MSC组)、MSC来源exosome处理组(IR+ MSC-ex组)、成纤维细胞来源exosome处理组(IR+F-ex组),每组6只大鼠.检测各组大鼠血清肌酐和尿素氮水平,HE染色观察肾脏组织形态学改变,TUNEL染色评价细胞凋亡,RT-PCR检测炎症因子白细胞介素1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)表达水平,Western印迹法检测肾组织半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(caspases-3)表达水平.结果 (1)成功分离培养大鼠BM-MSC,其表面高表达CD29、CD44,低表达CD34,可成功诱导分化为成骨细胞和脂肪细胞;(2)透射电镜下观察鉴定exosome,其表面标志CD63表达阳性;(3)与IR组相比,IR+ MSC组、IR+ MSC-ex组血肌酐、尿素氮均显著降低,病理损伤明显减轻,凋亡细胞数减少,部分炎症因子表达降低,促凋亡蛋白caspase-3表达减少(IR组:4 310±616,IR+ MSC组:2 569±530,IR+ MSC-ex组:3 144±343,均P＜0.05).结论 大鼠BM-MSC来源exosome对大鼠肾脏IRI具有保护作用,可降低炎症和凋亡水平.
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外泌体与生殖细胞生长发育的研究进展
卵母细胞和精子生长发育都受局部微环境中细胞因子的调控。在卵泡局部存在血-卵屏障，睾丸局部存在血-睾屏障，生殖细胞所在微环境是如何与机体进行信号转导和物质交换，这一过程尚不清楚。外泌体作为一种体液中普遍存在的膜性囊泡，可以参与细胞间的信号转导和物质交换，介导免疫耐受和促进肿瘤的发生发展等一系列的生理和病理活动，在卵泡或睾丸局部发挥重要的作用。卵巢来源的外泌体在卵泡的发生发展过程中具有一定的作用。在体外储存期间，精液中的外泌体对于维持精子的功能具有重要的作用。关于外泌体的研究是生殖医学中的一个新的领域，将会为生殖医学带来一个新的契机。
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多囊卵巢综合征患者卵泡液中6种miRNAs表达的检测
目的:分析多囊卵巢综合征(PCOS)患者卵泡液外泌体中miRNA-9、miRNA-18b、miRNA-19、miRNA-24、miRNA-199和miRNA-320水平,初步探讨其在PCOS发生、发展中的潜在意义.方法:48例接受体外受精-胚胎移植(IVF-ET)治疗的不孕症患者,分为PCOS组(23例)和对照组(25例),留取其卵泡液.采用超速离心法提取卵泡液外泌体,分别用外泌体粒径分析(NTA)、蛋白质印迹(Western blotting)和透射电镜验证外泌体.通过实时荧光聚合酶链式反应(PCR)法检测卵泡液和外泌体miRNA-9,miRNA-18b,miRNA-19,miRNA-24,miRNA-199,miRNA-320的表达情况.结果:卵泡液中PCOS组miRNA-199的表达水平高于对照组(5.42±0.80 vs.1.02±0.94,P＜0.01),miRNA-320的表达水平低于对照组(0.47±0.06 vs.1.23±0.09,P＜0.01);2组间miRNA-9,miRNA-18b,miRNA-19和miRNA-24的表达水平差异无统计学意义(P＞0.05).在外泌体中,PCOS组miRNA-9和miRNA-18b的表达水平高于对照组(8.94±0.54 vs.1.01±0.97,2.66±0.19 vs.1.12±0.06,均P＜0.01),miRNA-199和miRNA-320的表达水平则低于对照组(0.43±0.11 vs.1.22±0.07,0.53±0.09 vs.1.18±0.15,均P＜0.01).结论:PCOS患者卵泡液和外泌体存在miRNA-9,miRNA-18b和miRNA-199的表达,可能与PCOS发生、发展相关.
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不同来源外泌体对肝癌生长及转移的影响研究
目的 在肝癌原位移植瘤小鼠模型上系统评估不同来源的外泌体对肝癌生长、转移及免疫微环境的影响,为肝癌临床免疫治疗提供新的思路.方法 采用超速离心法分别获取小鼠肝癌细胞Hepa1-6及肝癌原位移植瘤小鼠(接种原位瘤后3周)血清来源的外泌体,并通过透射电子显微镜鉴定外泌体的形态.将9只接种原位瘤1周后的C57BL/6小鼠随机分为3组(每组3只),分别尾静脉注射120μl PBS(对照组)、Hepa1-6细胞来源的外泌体(1μg/μl)(TEXcel组)、肝癌原位移植瘤小鼠血清来源的外泌体(1μg/μl)(TEXserum组),每周注射1次,连续注射3周.末次注射后第4天处死小鼠,剖取肝癌组织和肺组织,测量肝癌组织的体积;蛋白质印迹法(Western Blot)检测肝癌组织中程序性细胞死亡蛋白-1配体(PD-L1)的表达;免疫组化染色检测肝癌组织中CD3+、FoxP3+T淋巴细胞的浸润情况;苏木素-伊红染色检测肝癌肺转移情况.结果 Hepal-6细胞来源的外泌体和肝癌原位移植瘤小鼠血清来源的外泌体直径均在100 nm左右,呈均一的囊泡状,且具有完整的膜结构.与对照组相比,Hepa1-6细胞来源的外泌体对肝癌生长及肺转移具有一定的抑制作用;而TEXserum组与对照组无明显区别.Western Blot检测结果显示,与对照组相比,TEXcel组和TEXserum组肝癌组织中的PD-L1蛋白表达均明显上调.免疫组化染色结果显示,与对照组相比,TEXcel组和TEXserum组肝癌组织中FoxP3+标记的调节性T细胞(Treg)浸润数无明显变化,差异均无统计学意义(均P>0.05);但CD3+标记的T淋巴细胞浸润数明显减少,差异均具有统计学意义(均P<0.05).结论 Hepa1-6细胞来源的外泌体对肝癌生长和肺转移具有一定的抑制作用,但对肝癌免疫微环境无明显调控作用;而肝癌原位移植瘤小鼠血清来源的外泌体能促进肝癌生长、肺转移及免疫抑制微环境.Hepa1-6细胞来源的外泌体有望用于肝癌的免疫治疗研究.
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外泌体在脓毒症中应用的研究进展
外泌体在细胞通讯和信息传递之间有着重要的意义,已成为近年来的研究热点,大多数研究集中在外泌体介导的微小RNA(miRNA)和蛋白质的转运,以及外泌体作为药物运送载体的可行性,因此,外泌体可成为治疗全身炎症疾病的重要方法之一.通过查阅相关文献,本文主要阐述外泌体的相关特征,与临床疾病的关联,以及在脓毒症中的应用.
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外泌体参与糖尿病发生的机制研究
外泌体是纳米级细胞外囊泡,广泛分布于生物细胞内和循环体液中.其可通过释放不同的囊泡内容物与靶细胞发生特定的作用.作为一种新的细胞间信号交流方式,外泌体可以通过激活自身免疫、增加β细胞凋亡以及调节细胞因子而影响胰岛β细胞功能和胰岛素敏感性,从而参与糖尿病的发生.因此,深入研究外泌体在糖尿病发病机制中的作用可能为糖尿病的诊疗提供一个新思路.
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外泌体在骨代谢中的作用
外泌体是多种细胞在生理或病理状态下主动分泌到细胞外的纳米级囊泡,富含蛋白质、核酸、脂质等生物活性物质,参与细胞间信息交流与传递.目前已有研究表明,外泌体能通过信号蛋白、miRNAs等调控成骨细胞、破骨细胞及骨髓间充质干细胞的增殖、分化,介导骨生成和骨吸收过程,在多种骨代谢疾病的发生、发展中起重要作用.
