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外泌体研究进展及未来的应用与挑战*

2019-07-08于广鑫曾婉嘉鲁凤民

生物学通报 2019年8期

于广鑫 曾婉嘉 鲁凤民

(北京大学基础医学院病原生物学系 北京 100191)

1 外泌体简介与发现、发展历程

外泌体是细胞外囊泡(extracelulav vesicle,EV)中最小的一种,直径约为30~150 nm,由晚期内体/多囊泡体(multivesicular body,MVB)与质膜融合后释放到细胞外环境中。早在1983年,Clifford Harding[1]和Bin-Tao Pan[2]利用抗转铁蛋白受体抗体可视化的方法,分别在大鼠和绵羊网织红细胞中,观察到这种经由多囊泡内体(也称多囊泡体)与质膜融合而释放的小囊泡,随后Rose M.Johnstone[3]将之称为“外泌体”。外泌体一开始被认为是细胞排泄细胞碎片和过时废物的一种形式,直到1996年,Graqa Raposo[4]发现衍生自人和鼠B 淋巴细胞的外泌体可以诱导抗原特异性MHC Ⅱ类限制性T 细胞应答,证实外泌体参与细胞的免疫过程。外泌体领域的一次重要突破在于发现外泌体可以携带 mRNAs、微小RNA(mircroRNAs,miRNAs)[5]和线粒体RNA[6]等核酸内容物并在细胞间相互传递。这一发现引发了外泌体领域的研究热潮。2013年,美国科学家James E.Rothman 和Randy W.Schekman,德国科学家Thomas C.Südhof 因为发现细胞内部囊泡(包括外泌体)运输调控机制而荣获诺贝尔奖。

2 外泌体的产生及分泌

图1 外泌体产生与分泌(参考自文献[9,10,12])

外泌体的产生需要经历以下过程:细胞外物质被细胞膜包裹并向内凹陷形成早期内体,早期内体在迁移和成熟过程中,内体膜向内凹陷并将胞质中的细胞物质包裹,形成携带核酸、蛋白质和其他代谢物质等内容物的管腔内囊泡(ILV),进而转化成内含多囊泡的晚期内体,也称多囊泡体。内体分选转运复合体(ESCRT)及其相关蛋白或辅助因子,例如肿瘤易感基因101 蛋白(TSG101)、液泡蛋白分选因子(Vsp4)和Alix 蛋白等在此过程发挥了重要作用[7-8]。……

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