外泌體的生物發生途徑主要包括三個關鍵的檢查點:ILV的形成,阻止MVEs的降解以及MVEs和細胞膜的融合,這三個檢查點都包含在內體相關的囊泡運輸過程中。RABGTPase定位到特定膜結構的表面,通過招募效應因子來調節相應膜結構的囊泡運輸,例如,在內體溶酶體運輸網絡中,RAB5調節早期內體的形成及相互融合;內體膜上RAB5到RAB7的轉換調節早期向晚期內體的轉變;RAB7調節晚期內體/MVEs與溶酶體的融合來降解ILVs;RAB27調節MVEs與細胞膜的對接和融合來釋放ILVs形成外泌體。內吞的膜蛋白,特別是受體酪氨酸激酶家族的表皮生長因子受體,定位到內體和MVEs,通過MVEs和溶酶體融合來進入溶酶體降解,此過程受多種RABGTPases和ESCRT復合體的調控。科學家也嘗試利用外泌體的壓制發病機制功能。細胞外泌體霧化
外泌體是由細胞細胞質內的晚期內泡小體以膜融合的方式通過胞吐方式主動分泌到細胞外環境的一種直徑30-100nm的微型囊泡,其形態規則,呈圓形或橢圓形杯狀結構,不同類型細胞分泌的外泌體具有很多共性,包括膜上富含脂筏及豐富的跨膜蛋白,如四次跨膜蛋白家族成員CD63、CD81等,表面為類似于細胞膜的脂質雙分子層,具有一定的疏水性。外泌體能夠攜帶微小RNA(microRNAs,miRNAs)、RNA、蛋白質等生物活性分子,并在細胞外環境穩定存在,而且通過傳遞供體細胞信息,調節靶細胞的代謝通路。外泌體可由多種類型細胞分泌,妊娠期母體血清中存在表達胎盤堿性磷酸酶(placentalalkalinephosphatase,)的胎盤來源外泌體,并且在妊娠中發揮重要的作用。細胞外泌體霧化活內的外泌體動態(哪個外泌體遷移至何處)也會成為今后需要努力研究的重要課題。
外泌體可以調控星狀細胞(HSC)活化,并參與HSC細胞遷移的進程。活化的HSC來源的外泌體中,CCN2表達升高,Twist1和miR-214表達被抑制,這些外泌體還能誘導靜止的HSC細胞表達CCN2。此外,Twist1可以誘導miR-214表達從而抑制CCN2的表達。CCL4處理的外泌體和外泌體SK1/S1P會誘導HSC遷移。MSC分泌的外泌體可以有效減緩肝纖維化過程,這可能成為肝纖維化治理的靶點。研究顯示,CP-MSC來源的外泌體miR-125b可以抑制Hedgehog信號通路的活化,抑制纖維化;而HUC-MSC分泌的外泌體可以逆轉細胞形態和TGF-β1誘導的EMT進程,減弱肝纖維化。
外泌體不只可作為疾病診斷的生物標志,而且可作為天然的藥物傳遞載體。外泌體能夠負載的治理物質包括小分子化合物、蛋白質、寡核苷酸等,且在體液中寬泛分布且具有定向歸巢能力。外泌體獨特的生物兼容性、高穩定性、瘤靶向性使其在未來瘤治理中有很大的利用價值。外泌體能夠裝載的治理物質包括小分子化合物、蛋白質、寡核苷酸等。作為小分子化合物載體,外泌體裝載姜黃素、紫杉醇、阿霉素等主要是用于抗瘤研究;已經發現外泌體可遞送多種蛋白質,例如酶,細胞骨架蛋白質和跨膜蛋白質;外泌體作為核酸分子的藥物載體主要用于基因治理,外泌體天然的可以攜帶遺傳(例如miRNA,siRNA)到靶細胞中,從而在生物學和致病過程中誘導遺傳修飾。外泌體具有檢測包括病癥在內的許多病理狀況的潛力,可用于對心血管疾病和病癥等多種疾病的診斷和監測。
Buller等利用miR-146b的質粒轉染間充質干細胞,使其分泌的外泌體負載miR-146b,并將外泌體注射至移植到小鼠體內的GBM處。結果表明,這種利用外泌體運輸miRNA進行zhiliao的方法可以有效抑制中流的生長。對于GBM類腦部中流,體內zhiliao不同于體外細胞實驗,更需考慮腦部組織微環境對藥物的影響,外泌體可運輸miRNA并不破壞其在腦部中流組織處的原本功效。然而,至今還沒有利用外泌體載藥經靜脈注射zhiliaoGBM的報道,這主要是由于跨越血腦屏障(BBB)仍然是外泌體進行腦部中流zhiliao需要解決的難題。盡管如此,Wood等報道的在進行阿茲茨海默病zhiliao時利用對腦部神經元特異性肽RVG靶向的外泌體穿過BBB的研究顯示了經靶向修飾的外泌體具備穿過BBB的潛力,因此外泌體載藥zhiliao具有廣闊的前景。外泌體中含有豐富的蛋白質和遺傳物質DNA以及RNA等。細胞外泌體霧化
外泌體與各種疾病的相關性被檢測出,特別是血液中釋放的病細胞來源的外泌體。細胞外泌體霧化
外泌體作為藥物遞送載體較以往的合成系統具有多方面的優勢,比如:人工遞送載體具有更低的免疫原性,其含有的磷脂雙分子層可與靶細胞細胞膜融合,從而避廉價核巨噬細胞系統的吞噬作用。Srivastava等開發了一種基于外泌體-金奈米粒子(Exo-GNP)的藥物遞送系統—“nanosomes”用于肺病的醫治,研究表明該系統與單用多柔比星醫治相比,前者的多柔比星釋放量增加、攝取率提高、化療毒性降低且化療效果增強。此外,還有研究發現,使用外泌體運載紫杉醇(PTX)可顯著提高病細胞對PTX的吸收,將PTX加載至外泌體中顯著增加了藥物細胞毒性,Exo-PTX能顯著壓制肺病的發展。細胞外泌體霧化