解码外泌体:从基础发现到临床应用的革新之路

lyw 59 2026-03-06 13:39:56

1983年,研究人员首次在绵羊网织红细胞中发现了外泌体,Johnstone等人在追踪网织红细胞成熟过程中的转铁蛋白受体(transferrin receptor)时发现,外泌体的形成是成熟红细胞中转铁蛋白受体发生丢失的机制。为与其他类型的细胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)区别开来,这类囊泡被命名为“外泌体”。

 
什么是外泌体

外泌体(Exosomes)是一类由细胞分泌的纳米级(40-100nm)球形脂质双分子层囊泡,内部富含核酸、蛋白质、脂质、细胞因子、转录因子受体等多种生物活性物质,主要通过细胞膜或内体膜出芽而形成。

几乎所有类型的正常细胞均能产生外泌体,例如人脐静脉内皮细胞、间充质干细胞、T 细胞、B 细胞、巨噬细胞、树突状细胞、自然杀伤细胞等。此外,上述细胞产生的外泌体还广泛存在于生物体液中,如唾液、血浆、尿液、腹水、乳汁及胆汁等。肿瘤细胞也可分泌大量外泌体,其表面携带的特异性抗原能表征其供体细胞(即来源肿瘤细胞)的特性。

外泌体可在生理与病理过程中发挥作用,作为细胞间通信和物质交换的关键媒介,因此在人类健康和疾病中发挥着关键作用,涉及发育、免疫应答、组织稳态、肿瘤发生和神经退行性疾病等多个生物学过程,基于这些特性,外泌体目前已成为多种疾病模型中具有潜力的治疗工具

2013年诺贝尔生理学或医学奖授予James E. Rothman、Randy W. Schekman和Thomas C. Südhof,以表彰他们在细胞内主要运输系统的囊泡转运调控机制方面的重要发现(for their discoveries of machinery regulating vesicle traffic)

外泌体的应用
 
 
01

外泌体作为药物载体:实现靶向给药。外泌体具有负载“货物“并将其传递给靶细胞的能力,可用于细胞间通讯,尤其是远距离通讯。以外泌体作为药物转运载体,具有免疫源性低、运输效率高、稳定性好和靶向性强以及能跨越血脑屏障等独特优势。外泌体也适合递送各种化学物质、蛋白质、核酸等。Buller B等将负载 miR-146的外泌体注射至患有角质细胞瘤小鼠的肿瘤部位,发现miR-NAS有效的抑制了肿瘤的生长。

 
 
02

疾病诊断的分子标志物:不同疾病的不同类型细胞都能分泌含有不同miRNAS和RNAS的外泌体,使得从病人的体液中分离外泌体作为疾病诊断成为可能,尤其在肿瘤诊断中。除此之外,外泌体还可以应用于非肿瘤疾病的诊断。WelkerMW等研究发现血清外泌体CD81可能是慢性丙型肝炎诊断的潜在蛋白标志物。

 
 
03

促进组织修复和再生:近年的研究发现,干细胞来源外泌体是干细胞旁分泌活动的一种重要方式,可介导其促进组织再生。Chen等发现,ADSCs-exo的联合治疗可减少大鼠急性缺血性卒中的梗死面积,促进神经功能恢复。ADSCs-ex0可以避免干细胞治疗的免疫排斥、伦理问题等缺点,且具有高稳定性、易于储存、无需增殖、便于定量使用等优势,与单一的细胞因子比较,具有较高的安全性和更大的组织再生潜能。

随着生物技术不断进步、外泌体研究日益深入,这些微小的细胞分泌物有望在预防、诊断及治疗多种疾病中发挥更广泛的作用。


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