揭開(kāi)外泌體的神秘面紗

2017-12-02 來(lái)源：轉化醫學(xué)網(wǎng) 標簽：掌上醫生喝茶減肥一天瘦一斤安全減肥 cps聯(lián)盟美容護膚

摘要：可以分為核酸水平的ctDNA檢測和細胞水平的循環(huán)腫瘤細胞檢測以及外泌體檢測

　　液態(tài)活檢已經(jīng)被評為2015年度十大突破性技術(shù)之一，并且在2015年12月的《NSCLC血液EGFR基因突變檢測中國專(zhuān)家共識》中規范了中國EGFR的血液檢測，以期能夠推動(dòng)肺癌的精準治療，這無(wú)疑顯示出了這項技術(shù)的巨大進(jìn)步以及在臨床應用中的巨大潛力。

　　液態(tài)活檢按照檢測的對象分類(lèi)，可以分為核酸水平的ctDNA檢測和細胞水平的循環(huán)腫瘤細胞（CTC）檢測以及外泌體（Exosome）檢測。隨著(zhù)液態(tài)活檢技術(shù)的廣泛應用，人們已經(jīng)對CTC和ctDNA有了較為深入的了解，也開(kāi)發(fā)出很多基于CTC和ctDNA檢測技術(shù)的平臺，但是對作為液態(tài)活檢“三駕馬車(chē)”之一的外泌體（Exosome）卻研究的很少，一直以來(lái)科學(xué)界對其均沒(méi)有給予足夠的重視，所以關(guān)于其作用機制的研究也不夠深入和透徹。不過(guò)隨著(zhù)美國科學(xué)家詹姆斯·羅斯曼、蘭迪·謝克曼和德國科學(xué)家托馬斯·蘇德霍夫因為在發(fā)現細胞囊泡運輸系統及其運行調節機制研究中的杰出貢獻而榮獲諾貝爾醫學(xué)獎，這種外泌體（Exosome）被忽視的情況正在發(fā)生改變，很多研究機構和課題小組開(kāi)始重視對外泌體（Exosome）的研究，相關(guān)文獻不斷被報道出來(lái)，增進(jìn)了人們對外泌體（Exosome）的認知。本文著(zhù)重從什么是外泌體，外泌體的生理功能以及未來(lái)的應用前景等方面進(jìn)行介紹。

　　外泌體（Exosome）一詞最早出現在1981年，但是直到2007年發(fā)現外泌體（Exosome）可以作為細胞間基因交流的機制時(shí)，才重新激發(fā)了人們對外泌體（Exosome）研究的興趣。隨著(zhù)科學(xué)研究的不斷深入，目前已經(jīng)發(fā)現外泌體（Exosome）是由通過(guò)細胞內吞泡膜向內凹陷形成多泡內涵體，多泡內涵體再與細胞膜融合后，釋放到細胞外基質(zhì)中的一種直徑約30~120nm的膜性囊泡。外泌體（Exosome）內含物的很大部分是蛋白質(zhì)，如：CD9、CD63、CD81、MHC-I等；腫瘤細胞產(chǎn)生的外泌體（Exosome）中還可以檢測到過(guò)度表達的特異性的蛋白標志物，如TRAIL和TGF-β等。除已經(jīng)發(fā)現的蛋白質(zhì)外，外泌體（Exosome）中還含有大量的mRNA、miRNA、cirRNA和DNA片段等成分，由于這些內容物的存在提供了豐富的生物信息，可以多方位、多角度的揭示出疾病信息，這就蘊藏了巨大潛力。而且，外泌體（Exosome）來(lái)源廣泛，淋巴細胞、樹(shù)突狀細胞、肥大細胞及上皮細胞、腫瘤細胞等都可以分泌外泌體，被分泌出的外泌體（Exosome）還會(huì )進(jìn)入羊水，腹水，唾液，血液，乳汁，尿液中，這就極大地拓展了檢測途徑，使臨床檢測變?yōu)榭赡堋?/div>

　　外泌體（Exosome）最初被認為是毫無(wú)作用的“垃圾”，但隨著(zhù)研究的不斷深入，人們發(fā)現事實(shí)并非如此，外泌體（Exosome）是具有功能活性并可進(jìn)行細胞間信息傳遞的微囊泡，其可以介入機體免疫、新陳代謝以及腫瘤生長(cháng)和產(chǎn)生耐藥性各個(gè)方面。

　?。?外泌體（Exosome）介導腫瘤細胞的增殖過(guò)程。腫瘤細胞通過(guò)與自身微環(huán)境的信息交流促進(jìn)腫瘤細胞的增殖，而外泌體（Exosome）可以充當這種信息載體。當細胞中出現基因突變時(shí)，外泌體（Exosome）會(huì )通過(guò)膜融合把這種突變信息傳遞至其他的正常細胞，從而導致原癌基因的激活、抗凋亡基因的表達，使腫瘤細胞獲得增殖特性。腫瘤細胞來(lái)源的外泌體（Exosome）還可以通過(guò)直接抑制免疫細胞，促進(jìn)腫瘤細胞逃避免疫監視，為腫瘤細胞在體內生長(cháng)創(chuàng )造條件。

　　2.外泌體（Exosome）介導腫瘤血管的形成和轉移。外泌體（Exosome）能將自身的細胞因子IL-8和VEGF釋放到細胞外，作用于內皮細胞膜表面受體，導致腫瘤血管快速形成并最終通過(guò)發(fā)生EMT過(guò)程促進(jìn)腫瘤的遷移。腫瘤細胞來(lái)源的外泌體（Exosome）中含有血管生長(cháng)素、血管內皮生長(cháng)因子等，這些細胞因子以不同的作用方式促進(jìn)腫瘤血管的形成，如VEGF通過(guò)激活磷酸酯酶C和第二信使的形成，誘導纖維蛋白溶解酶原活化物的表達，使得基底膜降解，從而促進(jìn)腫瘤細胞的遷移。

　　3.外泌體（Exosome）介導腫瘤細胞的免疫耐受。腫瘤細胞來(lái)源的外泌體（Exosome）本身可作為腫瘤抗原，因此，腫瘤來(lái)源的外泌體（Exosome）既是一種抗原呈遞系統，同時(shí)也是腫瘤排斥抗原的來(lái)源。腫瘤來(lái)源的外泌體（Exosome）能夠通過(guò)傳遞某些抑制信號，在機體免疫應答過(guò)程中起負性調節作用，誘導腫瘤細胞形成免疫耐受，從而逃避免疫細胞的殺傷。

　　4.外泌體（Exosome）介導腫瘤細胞的化療抵抗。在腫瘤的治療過(guò)程中經(jīng)常會(huì )出現藥物耐受，使化療失敗，這其中外泌體（Exosome）以多種途徑參與了化療抵抗這一過(guò)程。通常，發(fā)生EMT過(guò)程的腫瘤細胞可獲得抵抗凋亡能力，而抵抗凋亡通常使腫瘤表現為化療抵抗。腫瘤細胞來(lái)源的外泌體（Exosome）能通過(guò)傳遞相關(guān)的組織因子(如VEGF、TGF2β)介導細胞發(fā)生EMT，從而增加腫瘤細胞的化療抵抗能力。

　　目前國內在液態(tài)活檢領(lǐng)域主要集中在CTC和ctDNA，外泌體（Exosome）還鮮有涉及，而美國企業(yè)具有一定的技術(shù)優(yōu)勢，目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)的可用于外泌體分析的技術(shù)有：超速離心法（最常用的外泌體純化手段，采用低速離心、高速離心交替進(jìn)行，可分離到大小相近的囊泡顆粒）、密度梯度離心法（通過(guò)密度梯度離心，樣品中的外泌體將在1.13-1.19g/ml的密度范圍富集）、超濾離心（利用不同截留相對分子質(zhì)量的超濾膜對樣品進(jìn)行選擇性分離，便可獲得外泌體）、磁珠免疫法（外泌體表面有其特異性標記物，用包被相應抗體的磁珠與外泌體共同孵育后，即可將外泌體吸附并分離出來(lái)）、PEG-base沉淀法（聚乙二醇可與疏水性分子結合共沉淀，被用來(lái)沉淀外泌體）、新一代測序分析（從癌癥患者的體液中分離出外泌體，對其中的DNA、RNA進(jìn)行全基因組、外顯子組和轉錄組測序分析，篩查腫瘤細胞來(lái)源的基因突變情況）。

　　腫瘤在生長(cháng)過(guò)程中會(huì )不斷地將外泌體（Exosome）釋放到周?chē)h(huán)境中去，同時(shí)，外泌體（Exosome）能在4℃保存96h，或是在-70℃下保存更長(cháng)時(shí)間，可以從患者的體液中分離外泌體（Exosome）用于早期臨床診斷。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，已經(jīng)有生物公司嘗試涉足外泌體領(lǐng)域，如CodiakBioSciences公司（檢測胰腺癌癌細胞外泌體中所包含的一種蛋白Glypican-1，這種蛋白有可能作為一種非侵入性診斷和篩查處于適合手術(shù)治療階段的早期胰腺癌）；ExosomeDiagnostics公司推出全球首個(gè)基于外泌體（Exosome）RNA的液態(tài)活檢產(chǎn)品：ExoDxLung（ALK）（是一種基于血漿外泌體（Exosome）的診斷產(chǎn)品，可準確檢測非小細胞肺癌患者的EML4-ALK突變）。還有外泌體（Exosome）中存在黑色素瘤標志物包括MIA、S100B和酪氨酸酶相關(guān)蛋白2，且黑色素瘤患者胞外體中MIA和S100B濃度顯著(zhù)高于健康人群和非黑色素瘤患者，通過(guò)檢測MIA和S100B表達水平對黑色素瘤的診治具有積極地參照作用。

　　從本質(zhì)上說(shuō)，液態(tài)活檢是分子診斷在樣本來(lái)源上的延伸，進(jìn)一步豐富了檢測手段，而隨著(zhù)外泌體的不斷揭秘，相信其會(huì )在液態(tài)活檢中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。