2016年外泌體研究進展

　　外泌體是一種存在于細胞外的多囊泡體，可通過細胞內吞泡膜向內凹陷形成多泡內涵體，內涵體與細胞膜融合后釋放其中的小囊泡。外泌體的直徑在40-110 nm之間，其中包含RNA、蛋白質、microRNA、DNA片段等多種物質，存在于血液、唾液、尿液、腦脊液和母乳等多種體液中。外泌體從發現至今已有30多年的歷史，雖然最初被認為可能是細胞的“垃圾”，所以才被排出來，但是近年來研究表明外泌體具有功能活性并可進行細胞間信息傳遞。如今，研究已經發現外泌體在抗原提呈細胞中呈遞抗原程中、腫瘤細胞發生發展、神經細胞信號轉導過程中都發揮著重要作用。下面，小編將為你盤點2016年關于外泌體的研究進展。

　　【1】PNAS：外泌體參與機體對皰疹病毒的免疫反應

　　原文：Sensing of latent EBV infection through exosomal transfer of 5'pppRNA

　　皰疹病毒（EBV）與宿主之間復雜的相互作用決定了終身無癥狀的隱性感染。盡管促免疫的小RNA（EBV-EBERs）被大規模轉錄，嗜淋巴細胞的皰疹病毒似乎可以避免被先天性免疫的RNA sensors識別。來自荷蘭的研究發現，在潛伏感染的B細胞，EBER1轉錄本與狼瘡性抗原（LA）核糖核蛋白相互作用，避免了細胞質中的RNA sensors。然而，在共培養實驗中，潛伏感染的細胞通過外泌體（exosome）選擇性釋放和轉移RNA觸發樹突狀細胞（DCs）抗病毒免疫反應。在體外培養物扁桃體的實驗中，EBER1標記的外泌體優先被表達TIM1磷脂酰絲氨酸受體（一個已知的病毒和外泌體的靶標）的人類漿樹突細胞（的pDCs）獲取。研究人員建立了通過外泌體轉移5'pppEBER1誘導非允許的DCs的抗病毒免疫的實驗體系。紅斑狼瘡患者具有高水平的皰疹病毒和被激活的抗病毒免疫，特別是在有pDCs浸潤的皮膚損傷中。在這樣的皮膚損傷中檢測到了高濃度EBER1的RNA，以及皰疹病毒的microRNA，但沒有完好的EBV-DNA的，將非細胞自主EBER1的存在與皮膚炎癥易感個體相關聯。病毒修飾的外泌體具有使得宿主與病原體的對峙達到平衡的生理作用，并且可以促進炎癥性疾病的發展。

　　該研究表明，對于先天免疫Epstein-Barr病毒（EBV）-EBER1的病毒小RNA信號是由潛伏的EB病毒感染的B細胞產生的，被未感染的樹突狀細胞識別并激活炎癥反應。該研究發現在被樹突狀細胞浸潤的發炎皮膚損害自身免疫性患者體內具有高豐度的EBV-EBER1轉錄本和EBV-microRNAs。重要的是，該研究發現幾乎沒有的EBV-DNA的存在于這些組織中，這表明在人體內細胞與細胞之間EBER1由外泌體連續傳輸的。易感個體對EB病毒的先天性免疫可能比以前認為的更有害。

　　【2】唾液外泌體miRNA可作為衰老的生物標記物

　　原文：MicroRNAs in Salivary Exosome as Potential Biomarkers of Aging

　　唾液里有很多分子物質和微生物，可以作為局部或全身的有效生物指標。有研究證實，血液來源的分子會通過跨細胞或細胞旁路進入唾液腺進而影響唾液的組成成分。而且，唾液的miRNA的表達譜與血清非常相似。因此，從人唾液獲取的miRNA也可以作為衰老的潛在生物標記物。來自日本岡山大學研究生院的研究人員推測唾液外泌體的miRNA可作為衰老的生物標記物。因此，研究人員將對唾液外泌體的miRNA是否可以作為衰老的生物標記物進行相關研究。

　　研究人員招募了15個年輕健康的志愿者（平均年齡21歲）和13個老年個體（平均年齡60歲）。然后收集他們的唾液，并從中分離外泌體，提取外泌體的總RNA。通過基因芯片，針對兩組人群，研究人員分析了他們242個常見的miRNA。截選兩組人群中變化值在2倍以上或0.5倍以下的miRNA，研究人員得到6組候選miRNA，包括miR-24-3p， miR-371a-5p， miR-3175， miR-3162-5p， miR-671-5p， 以及miR-4667-5p。然后對兩組人群的外泌體總RNA進行實時定量PCR檢測，發現miR-24-3p的表達有顯著性差異，認為miR-24-3p是一個新的衰老相關的生物標記物。這項研究表明，唾液外泌體的miRNA可作為潛在衰老標志物。為了確定在唾液外泌體里的miR-24-3p是否能作為確切的衰老指標，研究人員們還在繼續研究當中。

　　【3】eLife：腫瘤微環境維持細胞存活 外泌體是重要手段

　　原文：Tumor microenvironment derived exosomes pleiotropically modulate cancer cell metabolism

　　近日，來自美國萊斯大學，MD安德森癌癥中心，貝勒醫學院等多個研究單位的研究人員共同揭示了腫瘤微環境通過外泌體為癌細胞提供營養物質幫助癌細胞度過營養匱乏等情況的新機制。相關研究結果發表在國際學術期刊eLife上。

　　在這項研究中，研究人員發現病人來源的癌癥相關成纖維細胞分泌的外泌體在被癌細胞攝入后能夠明顯地改變癌細胞的代謝機制，使其發生代謝重編程。他們還發現癌癥相關成纖維細胞來源的外泌體能夠抑制癌細胞內的線粒體氧化磷酸化，同時增加糖酵解和谷氨酰胺依賴性的還原性羧化作用。研究人員通過13C標記同位素實驗研究發現外泌體能夠為營養匱乏的癌細胞提供氨基酸，這種機制類似于巨胞飲，在該過程中沒有發現之前研究發現的對Kras信號通路的依賴性。隨后研究人員利用外泌體代謝組學分析，發現確鑿證據表明癌癥相關成纖維細胞來源的外泌體內包含多種代謝物，包括氨基酸，脂質以及TCA循環的中間產物，癌細胞能夠使用這些中間產物進行中心碳代謝（central carbon metabolism），在營養匱乏或營養應激情況下促進腫瘤生長。

　　這項研究表明腫瘤微環境內的癌癥相關成纖維細胞能夠通過分泌外泌體為癌細胞提供氨基酸等營養物質，這表明靶向癌癥相關成纖維細胞或可成為新的癌癥治療方向，除此之外未來或還可以利用外泌體進行藥物輸送達到癌癥治療的目的。

　　【4】康奈爾大學揭示蛋白質通過外泌體進行分泌的新機制

　　原文：Identifying the functional contribution of the defatty-acylase activity of SIRT6

　　去乙酰化酶sirtuin6（SIRT6），在調節基因組穩定性、DNA修復、代謝和長壽方面發揮了關鍵的生物學功能，但對于其多種酶活性以及對應的功能卻知之甚少。在最近康奈爾大學的一項研究中， 化學與化學生物學教授Hening Lin帶領其研究團隊，找到了一種分離SIRT6特定酶活性的方法，這也使研究者們對SIRT6蛋白有了更進一步的認識。這項研究于去年6月20日的Nature Chemical Biology上

　　他們研究方法主要使用了SIRT6的一個突變體——G60A，其在細胞內只表現出來一種SIRT6酶活性（脂肪酸脫酰基化），而不會表現出去乙酰化酶活性。在這項工作中，Zhang找到了四個潛在候選的SIRT6突變體，然后進行了一系列實驗，確認G60A突變體具有脂肪酸脫酰基化酶活性同時缺乏去乙酰酶活性。該實驗重復了三次確定最終結果是可靠的。SIRT6的功能之一——脂肪酸脫酰基化酶，會調節50種蛋白質，其中包括41種核糖體蛋白，它們在翻譯過程（蛋白質的產生）中是必不可少的。這些核糖體蛋白是通過細胞來源的外泌體分泌的。這些研究者們的數據表明SIRT6抑制核糖體蛋白和其他蛋白質的外泌體分泌，這有助于開發新的治療方式，Lin認為。

　　【5】中山大學發現外泌體miR-24-3p抑制T細胞功能可作為鼻咽癌預后潛在標志物

　　原文：Exosomal miR-24-3p impedes T-cell function by targeting FGF11 and serves as a potential prognostic biomarker for nasopharyngeal carcinoma

　　最近的研究表明，細胞外microRNA不僅是潛在的生物標志物，而且參與細胞間的相互作用來調節各類型惡性腫瘤中癌細胞與其所在微環境之間的交流。來自中山大學腫瘤防治中心的李疆研究員在國際著名病理學期刊The Journal of Pathology發表文章，揭示了外泌體miR-24-3p靶向FGF11抑制T細胞功能可作為鼻咽癌預后的潛在標志物。

　　研究從鼻咽癌（NPC）細胞系、患者血清（T-EXO）、NP69細胞和健康供體血清（HD-EXO）分離外泌體。研究發現與HD-EXO相比miR-24-3p明顯富集于T-EXO；血清外泌體的miR-24-3p水平與患者較差的無病生存率（DFS，P<0.05）相關。利用靶向miR-24-3p的海綿RNA敲低外泌體的miR-24-3p（miR-24-3p-sponge-T-EXO）可恢復T-EXO（control-sponge-T-EXO）介導的抑制T細胞增殖、Th1和Th17分化和調節性T細胞（Tregs）的誘導。機制分析表明外泌體的miR-24-3p在T細胞增殖和分化過程中增加P-ERK、P-STAT1和P-STAT3的表達，降低P-STAT5的表達。此外，通過體內及體外實驗發現FGF11是miR-24-3p的直接靶標。然而，miR-24-3p-sponge-T-EXO和T-EXO（control-sponge-T-EXO）均可阻礙T細胞增殖及Th1和Th17分化，但誘導lenti-shFGF11轉染的T細胞向Treg分化。lenti-ScshRNA轉染的細胞和lenti-shFGF11轉染的細胞在miR-24-3p-sponge-T-EXO處理后ERK和STAT蛋白的磷酸化水平不同。有趣的是，腫瘤FGF11表達與CD4+和CD8+T細胞的體內數呈正相關并預示有利的患者DFS（P <0.05）。此外，低氧增加細胞和外泌體的miR-24-3p水平，增強T-EXO對T細胞增殖和分化的抑制作用。總的來說，該研究結果表明，外泌體miR-24-3p通過抑制FGF11介導的T細胞抑制參與腫瘤的發病機制，并可作為鼻咽癌潛在的預后標志物。

　　【6】JCI：中科院健康所發現外泌體的自分泌信號途徑調節造血功能

　　原文：Sorting protein VPS33B regulates exosomal autocrine signaling to mediate hematopoiesis and leukemogenesis

　　一些分泌蛋白對于通過自分泌信號傳導維持干細胞的干性是非常關鍵的。然而，這些蛋白質的生物發生、成熟和分泌的過程仍然在很大程度上不為人們所知。來自中國科學院健康科學研究所陳國強課題組、上海交通大學醫學院附屬同仁醫院鄭俊克課題組、上海交通大學醫學院劉俊嶺課題組的研究人員在Journal of Clinical Investigation上發表題為“Sorting protein VPS33B regulates exosomal autocrine signaling to mediate hematopoiesis and leukemogenesis.”的文章，他們發現，由造血干細胞（hematopoietic stem cells，HSCs）產生的許多分泌蛋白是在外泌體中成熟和釋放的，這一過程是由液泡蛋白質排序蛋白33b（vacuolar protein sorting protein 33b，VPS33B）來調控的。

　　VPS33B在小鼠或人類HSC中的缺失會導致外泌體成熟和分泌的受損以及干性的缺失。此外，VPS33B的缺失可以使得白血病發生的顯著延緩。從細胞培養液或人血漿中純化的外泌體可以部分地逆轉HSC和白血病啟動細胞（ leukemia-initiating cells，LIC）的缺陷。 VPS33B與GDI2、VPS16B、FLOT1等其他已知的生物標記物都存在于外泌體中。在機制上，VPS33B與GDI2 / RAB11A / RAB27A途徑相互作用以調節外泌體的分泌蛋白的運輸。這些研究結果揭示了VPS33B在HSC和LIC的外泌體途徑中的重要作用。同時，研究人員揭示了其他種類干細胞中囊泡運輸的功能以及其在癌癥治療的改進策略的作用。

　　【7】腫瘤微環境通過外泌體向癌細胞傳授生存技巧

　　根據國際學術期刊Cancer Research上的一項研究，胰腺癌是導致癌癥相關死亡的第三大癌癥類型，預計到2030年將上升為第二。胰腺癌病人的5年生存率只有8%，是唯一一個生存率僅為個位數的主要癌癥類型。雖然胰腺癌病人的死亡率很高，但是對胰腺癌的研究和資助仍然不足，目前通過FDA審批用以治療這種疾病的方法仍然很少。

　　由于美國圣母諾丹特大學Dr. Reginald Hill領導的研究團隊取得了一項最新研究進展，受胰腺癌折磨的病人未來將有更好的治療選擇。Hill的研究重點在已經通過FDA 審批的一些藥物，他們希望通過研究找出藥物對胰腺癌病人不起作用的原因。

　　Hill主要進行阻斷外泌體釋放的研究，阻止支持細胞將信息傳遞給癌細胞，這樣就能增加化療的效果。這項最近發表的研究表明，使用無毒性的外泌體阻斷劑結合標準化療方法能夠增強對胰腺癌和其他一些癌癥的治療效果。

　　為許多沒有理想治療選擇的胰腺癌病人找到有效的治療方法是Hill繼續研究的動力。這項最新發現將為胰腺癌病人帶來了新的希望。

　　【8】外泌體促進與亞砷酸鹽誘導的癌癥相關的炎癥反應

　　原文：NF-kB-regulated exosomal miR-155 promotes the inflammation associated with arsenite carcinogenesis.

　　在癌癥微環境中，細胞外通信使得各種類型的細胞之間能夠協調和執行很多生物學功能。已有的過往研究表明，外泌體作為細胞通訊的介質參與了腫瘤的發生發展。然而，在亞砷酸鹽誘導的肝癌中，外泌體miRNA調節炎癥浸潤的機制并不清楚。近日，來自南京醫科大學劉起展課題組的研究人員在Cancer Letters上發表題為“NF-kB-regulated exosomal miR-155 promotes the inflammation associated with arsenite carcinogenesis”的文章，旨在確定從亞砷酸鹽轉化的人肝上皮細胞（L-02）分泌的miRNA是否會轉移到正常的L-02和THLE-3細胞中，以及其在受體細胞中是否具有功能活性。

　　研究結果顯示來自亞砷酸鹽轉化的L-02細胞的外泌體會增加正常L-02和THLE-3細胞的miR-155表達量和促炎癥特性。轉化的細胞通過外泌體將miR-155轉移到正常L-02細胞中。利用siRNA和抑制劑（其會降低轉化的L-02細胞分泌的外泌體中的miR-155水平）對NF-κB進行抑制后，會阻斷炎癥反應。亞砷酸鹽轉化的細胞分泌外泌體可以增強炎癥反應，但是對外泌體合成的抑制卻不能促進炎癥。 miR-155參與了腫瘤和正常肝細胞之間的外泌體介導的細胞間通訊。

　　此外，miR-155、IL-6和IL-8在亞砷酸鹽暴露的人群的血清中過表達。 miR-155和IL-6或IL-8水平之間存在正相關。此外，外泌體miR-155在亞砷酸鹽暴露的人群的血清中上調。因此這些結果顯示，轉化的L-02細胞來源的外泌體會將miR-155轉移到周圍細胞，其會誘導正常肝細胞的促炎癥活性。這些發現支持了在環境化學物質誘導的癌癥發生過程中，外泌體miRNA參與的細胞間通信的證據。