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外泌体是由细胞内多泡体与细胞膜融合后,释放到细胞外基质中的膜性囊泡。几乎所有类型的细胞,都可以产生并释放外泌体。它是一种直径为30-150 nm的纳米级脂质包裹体结构,内部包裹了蛋白、mRNA和microRNA等物质,下图是外泌体的作用导图! ​ 我们已经知道,外泌体这一细胞间交流的使者,往往携带着覆盖各环节的成分,包括DNA(内容物mtDNA、核DNA、膜连糖化DNA)、RNA(内容物mRNA、miRNA、膜连糖化RNA等多种类型)、蛋白质(不限于:G蛋白抗体、rab蛋白、、细胞骨架蛋白、核糖体蛋白、组蛋白、分子伴侣蛋白和蛋白酶等等)、多糖和特殊膜脂分子(鞘磷脂、神经酰胺、胆固醇、磷脂酰丝氨酸等,增大膜曲率,维持大曲率下的膜稳定性和可塑性)。但几乎没人觉得外泌体中的水分子团体拓扑结构与细胞质内的情形有什么不同。 现阶段,外泌体产业研发焦点主要在蛋白和miRNA上。对此小逸去求助了ChatGPT,它给出了如下信息: ​ 关于外泌体蛋白,ChatGPT的回答是这样的: “外泌体蛋白对于不同癌症的检测和诊断可能很重要,已在外泌体中检测到几种肿瘤相关蛋白,可用作癌症指标,例如CD63(卵巢癌和肾细胞癌的标志物)和CD81(乳腺癌和胰腺癌的有希望的标志物);CD9(肺癌的有希望的标志物),其他一些报道的蛋白质是TSG101(卵巢癌的有希望的标志物),EpCam(结直肠癌的有希望的标志物),CD163(宫颈癌的有希望的标志物)和CD80(食管鳞状细胞癌的有希望的标志物)”。 外泌体生成过程中的关键蛋白: 1、Rab蛋白:Rab蛋白是Ras超级家族成员的小GTP酶,也被称为小G蛋白。Ras于1982年被发现,是人类发现的第一个原始癌基因。Rab蛋白有调节细胞器膜、招募效应器、介导细胞器动态的作用,Rab27a、Rab27b及其效应物Slp4、Slac2b及Munc13-4均会在MVB生物发生和定位中发挥作用。根据细胞系不同,Rab27功能的丧失会导致外泌体的产量下降或不产生影响。Rab35定位在细胞质膜上,有助于调节质膜PIP2的水平,Rab35的减少,会导致外泌体释放减少约50%。Rab35的缺失会阻碍质膜蛋白和脂质快速循环到细胞表面。Rab11则是通过钙诱导的同型MVBs的融合和成熟来影响外泌体的发生,这个过程也离不开Rab11、Rab27蛋白的效应物Munc13-4的作用。 2、Ral/Arf6/PLD2/合成蛋白/Alix轴:Ral家族小GTPase的抑制会造成MVB在质膜的聚集,也会导致囊泡的分泌减半。 Ral GTPase下游效应器众多,如磷脂酶PLD2,促多配体蛋白聚糖(SDCs)。此过程也依赖于外泌体支架蛋白Syntenin和Alix。外泌体膜蛋白CD9与筏蛋白的分泌不受RalGTPase的控制,但是对高度修饰的硫酸肝素糖蛋白的分泌有着极其重要影响。 3、ESCRT蛋白复合体:ESCRT有着重要的作用,诸如在MVB生发、核包膜密封、质膜修复、细胞分裂脱落、病毒出芽之类等均发挥重要作用。大家都知道没有VPS4 ATPase,ESCRT机制很难在体内发挥作用;但是VPS4功能的缺失,对CD63的分泌却没有影响。 通过了解外泌体成分的来源和发生机制,有助于进一步了解健康和疾病发展之间的关系,并有助于外泌体的治疗和诊断研究!
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