exosomes的产生、形态学特征、生物学功能

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1、Exosomes的产生、形态学特征、生物学功能　　胞外囊泡最早是在X织红细胞成熟过程中，作为去除转铁蛋白的机制而被发现的。在随后的几十年中，不同细胞分泌的各类囊泡相继被发现，如Ectosome、Microvesicles、Exosomes、Microparticles、ApoptoticBodies，以及其他一些细胞在不同生理环境和不同刺激下分泌的囊泡。由于许多文献中容易将不同的细胞外囊泡混淆，现将其进行简单的区分：Microvesicles（100～1000nm）比Exosomes大，通过细胞

2、膜向外萌出将其释放到细胞外；Exosomes（30～100nm），其产生是更为复杂的核内体向内萌出；而凋亡小体（＞1μm）的直径远远比前两者要大得多。Microvesicles和Exosomes的生物起源、转运、所含物质以及他们的生物学作用取决于细胞类型和刺激形式。Exosomes包含有特殊蛋白质、脂质和核酸物质，这些特殊的物质也决定了其特殊的生物学功能。最近Exosomes在病原体感染领域受到了广泛关注，研究表明其具有抗原递呈、细胞间通讯、免疫调节、临床治疗等作用。本文主要对病原体感染中

3、，Exosomes的产生、形态学特征、生物学功能以及潜在的临床应用进行阐述。　　1、Exosomes的产生及其形态学特征　　Exosomes直径为30～100nm，是细胞在没有凋亡和坏死的情况下，通过核内体向内萌出，形成多泡体（multivesicularbody，MVB），并以胞吐形式释放到细胞外的膜性囊泡。Exosomes可以由多种细胞产生，目前已从一些生理性体液以及细胞或病原体的培养液中获得，例如，尿液、血浆、疟原虫感染红细胞的培养液。通过1．13～1．19g／ml的蔗糖浓缩和100000

4、g以上的离心可以将其沉淀出来。　　不同的Exosomes有其共有的蛋白质，如微管蛋白、肌动蛋白、肌动蛋白结合蛋白（actin－bindingprotein，ABP）、热休克蛋白hsc70、膜蛋白、MHCⅠ和Ⅱ类分子等。除此之外，因其细胞及刺激方式的不同而具有不同蛋白质，这些蛋白质与Exosomes的转运，信号传递，调节作用有关。研究表明，在各种病原体感染中，Exosomes包含有病原体的排泄、分泌蛋白。例如在疟原虫感染中，Exosomes可携带疟原虫抗原，诱导宿主产生抗体，调节免疫反应；在利什曼

5、虫感染中，Exosomes含有糖酵解酶，有助于寄生虫在宿主内的存活及播散。Exosomes除含有病原体分泌、外排的蛋白外，也因宿主的不同而包含有特殊的宿主的蛋白。例如，隐孢子虫感染中产生的Exosomes，含有于宿主细胞抗菌肽；肝片吸虫感染产生的Exosomes，含有CD19和IgA的重链恒定区。　　与蛋白质类似，Exosomes因病原体和宿主的不同而具有不同的核酸物质，如编码或非编码RNA，染色体和质粒DNA，转座子RNA等。自从发现Exosomes中含有miRNA后，Exosomes被认为是

6、miRNA运输载体。Exosomes的mRNA和miRNA被释放到体液中后，可以稳定的存在并免遭RNA水解酶的消化，这取决于脂质膜的保护作用。　　研究证明miRNA参与基因组转录后水平的调节，在细胞增殖、分化、成熟、免疫稳态的维持等方面有重要调控作用，因此我们设想Exosomes所携带的miRNA被靶细胞或病原体摄取之后可能起着一定的调控作用；Exosomes也可携带质粒DNA，把疟原虫抗药株的抗药性转移到非抗药株胞内，使非抗药株也具备相同的抗药性，用GFP质粒进行试验也得到了同样的结果。总之，

7、Exosomes携带的miRNA以及其他调节性核酸物质（如调节性mRNA，质粒DNA等）可能在宿主和病原体之间的信号交流中起到重要的调节作用。　　Exosomes的脂质成分基本包括：磷脂酰胆碱（PC）、胆固醇（Chol）、神经鞘磷脂（SM）、神经节苷脂（GM3）、磷脂酰乙醇胺（PE）等。但Exosomes的脂质种类及含量比例因细胞种类和病原体种类的不同而不同。由于脂质成分的存在，Exosomes可以免遭外界环境的干扰，对Exosomes内容物的保存及稳定性起到重要的作用。其保护机制有待进一步探究

8、。　　2、Exosomes的生物学功能　　2．1Exosomes在病原体感染中的毒力因子运输　　在病原体感染过程中，比起毒力因子的简单播散，Exosomes把毒力因子包裹在其中可以更好的作用于宿主细胞。　　到目前为止，已经在真核细胞病原体分泌的囊泡中发现了300种以上蛋白质。对这些蛋白质进行蛋白质组学分析，发现其主要是热休克蛋白（70、90、60和100）以及与毒力相关的超氧化物歧化酶等。在新型隐球菌分泌的Exosomes中含有具有毒力因子的特殊化合物，包括漆酶、脲酶、葡萄糖神经酰胺、荚膜酸性多