外泌體是指包含了複雜 RNA 和蛋白質的小膜泡 (30-150nm)，現今，其特指直徑在40-100nm的盤狀囊泡。1983年，外泌體首次於綿羊網織紅細胞中被發現， 1987年Johnstone將其命名為“exosome”。多種細胞在正常及病理狀態下均可分泌外泌體。其主要來源於細胞內溶酶體微粒內陷形成的多囊泡體，經多囊泡體外膜與細胞膜融合後釋放到胞外基質中 。
所有培養的細胞類型均可分泌外泌體，且外泌體天然存在於體液中，包括血液、唾液、尿液、腦脊液和乳汁中。 有關他們分泌和攝取及其組成、“運載物”和相應功能的精確分子機制剛剛開始研究。 外泌體被視為特異性分泌的膜泡，參與細胞間通訊，對外泌體的研究興趣日益增長，無論是研究其功能還是了解如何將其用於微創診斷的開發。
基本介紹
- 中文名：外泌體
- 外文名：exosome
- 內容：複雜RNA和蛋白質的小膜泡
- 來源：細胞內溶酶體內陷形成的多囊泡體
- 現在意義：特指直徑在40-100nm的盤狀囊泡
簡介,構成,提純方式,介導細胞通訊,功能,參考文獻,
簡介
1981年，Trams等人從各種正常細胞和腫瘤細胞中培養出具有5′-核苷酸酶活性的脫落囊泡，囊泡的平均直徑為500~1000nm，並且通常含有直徑約40 nm的第二群囊泡，這是關於外泌體的最初描述。1983年，Harding等人和Pan等人分別在大鼠和綿羊網織紅細胞中，觀察到含有未降解的轉鐵蛋白受體與直徑約50 nm的小囊泡發生相互作用。隨後在1987年Johnstone將其正式命名為“外泌體”。現今，其特指直徑在40-100nm的盤狀囊泡。多種細胞在正常及病理狀態下均可分泌外泌體。其主要來源於細胞內內溶酶體微粒內陷形成的多囊泡體，經多囊泡體外膜與細胞膜融合後釋放到胞外基質中。
構成
外泌體富含膽固醇和鞘磷脂。2007年， Valadi等發現鼠的肥大細胞分泌 的 exosome可以被人的肥大細胞捕獲，並且其攜帶的mRNA成分可以進入細胞漿中可以被翻譯成蛋白質，不僅僅是mRNA，exosomes所轉移的microRNA同樣具有生物活性，在進入靶細胞後可以靶向調節細胞中mRNA的水平。這一發現使得研究人員對exosome的研究熱情激增，截止已經通過286項研究發現了41860種蛋白質、2838種microRNA、3408種mRNA。
一類外泌體中常見的細胞質蛋白是Rabs蛋白，是鳥苷酸三磷酸酶(GTPases,)家族的一種。它可以調節外泌體膜與受體細胞的融合，有文獻報導稱RAB4, RAB5和 RAB11主要出現於早期以及回收的核內體中，RAB7 和 RAB9主要出現於晚期的核內體。現有大量的研究發現外泌體中含有40種RAB蛋白。除了RAB蛋白，外泌體中富含具有外泌體膜交換以及融合作用的膜聯蛋白（包括膜聯蛋白1、2、4、5、6、7、11等）。外泌體膜上富含參與外泌體運輸的四跨膜蛋白家族（CD63, CD81 和CD9）、熱休克蛋白家族（HSP60, HSP70, HSPA5）, CCT2 和HSP90以及一些細胞特異性的蛋白包括A33（結腸上皮細胞來源）、MHC-Ⅱ(抗原提呈細胞來源)、CD86(抗原提呈細胞來源)以及乳凝集素（不成熟的樹突狀細胞）。其它一些外泌體中的蛋白包括多種的代謝類的酶（GAPDH, 烯醇化酶 1, 醛縮酶 1, PKM2, PGK1, PDIA3, GSTP1,DPP4, AHCY, TPL1, 抗氧化蛋白, P4HB, LDH, 親環素 A,FASN, MDH1 和CNP）、核糖體蛋白（RPS3）、信號轉導因子（黑色素瘤分化相關因子, ARF1, CDC42, 人類紅細胞膜整合蛋白, SLC9A3R1）、粘附因子（MFGE8、整合素）、細胞骨架蛋白以及泛素等。
提純方式
外泌體的提取主要包括以下幾種方式。
一是超速離心法，通常也指差速超速離心，這是外泌體提取最常用的方法 。此種方法得到的外泌體量多，但是純度不足，電鏡鑑定時發現外泌體聚集成塊， 由於微泡和外泌體沒有非常統一的鑑定標準，也有一些研究認為此種方法得到的是微泡不是外泌體 。
二是超濾離心， 這種操作簡單、省時，樣本處理量大，不影響外泌體的生物活性 ，但同樣存在純度不足的問題。
三是密度梯度離心法， 用此種方法分離到 的外泌體純度 高，但是前期準備工作繁雜，耗時，量少。
四是免疫磁珠法，這種方法可以保證外泌體形態 的完整，特異性高、操作簡單、不需要昂貴的儀器設備，但是非中性pH 和非 生理性鹽濃度會影響外泌體生物活性， 不便進行下一步的實驗 。
五是PS親和法，該方法將PS（磷脂醯絲氨酸）與磁珠結合，利用親和原理捕獲外泌體囊泡外的PS。該方法與免疫磁珠法相似，獲得的外泌體形態完整，純度最高。由於不使用變性劑，不影響外泌體的生物活性，外泌體可用於細胞共培養和體內注射。2016.9 《Scientific Reports》 雜誌發表了該方法最新數據，表明PS法可提取相當高純度的外泌體。
六是色譜法，通常是分子排阻色譜（Size-exclusion chromatography，SEC），是一種基於大小而非分子量實現的分離方法。與離心方法相比，通過色譜分離的外泌體不受剪下力的影響，這可能會改變囊泡的結構。 目前，SEC是一種廣泛接受的分離血液和尿液中外泌體的技術。 不過，該方法耗時較長，不適合大量樣本處理。
七是微流控分離法，該方法通過負壓及震盪等機械原理分離外泌體，產量純度均具有較大幅度提高，但需要特定設備配合。
八是聚合物沉澱法，常見的聚合物是聚乙二醇（PEG），PEG與疏水性蛋白和脂質分子結合共沉澱，其原理可能與競爭性結合游離水分子有關。在4℃利用PEG孵育後通過過濾或離心即可沉澱、回收外泌體。目前大多數快速分離外泌體的商品化試劑盒都是基於此方法。 然而基於聚合物的沉澱方法可能會同時分離非囊泡污染物（包括脂蛋白）而且，聚合物材料的混雜可能會影響下游分析，例如WB和電鏡的檢定。
九是商品化試劑盒法，目前市面上大多數商品化外泌體試劑盒基本採用親和法和沉澱法進行分離，在適當條件下充分孵育，再進行簡單的離心即可分離外泌體。試劑盒法操作簡單，所需要的儀器設備易獲取，但樣本處理量太小是明顯的缺陷，分離的樣品仍存在較多雜質。此外，試劑盒的價格也並不便宜，綜合成本並不低。
介導細胞通訊
功能
當外泌體在1983年首次被發現後，其被認為是細胞排泄廢物的一種方式，如今隨著大量對其生物來源、其物質構成及運輸、細胞間信號的傳導以及在體液中的分布的研究發現外泌體具有多種多樣的功能。外泌體的功能取決於其所來源的細胞類型，其可參與到機體免疫應答、抗原提呈、細胞遷移、細胞分化、腫瘤侵襲等方方面面。有研究表明腫瘤來源的外泌體參與到腫瘤細胞與基底細胞的遺傳信息的交換，從而導致大量新生血管的生成，促進了腫瘤的生長與侵襲。
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