刘畅，李桂玲

    细菌外膜囊泡的研究及其在医药生物技术领域的应用进展

    刘畅，李桂玲

    100050 北京，中国医学科学院北京协和医学院医药生物技术研究所制剂室

    细菌外膜囊泡(outer membrane vesicles，OMVs)是由革兰阴性细菌以出芽的方式分离出来的直径为 20 ~ 300 nm 的球形双层纳米结构。细菌产生的膜囊泡保留了源细菌的理化特性，但不能再生和复制。

    在最初发现的几十年里，人们一直认为 OMVs 是细菌生长的产物，然而后来证实它是原核细胞有目的产生的纳米结构。OMVs 的生物起源有多种机制，其生物起源伴随着内含物特异性富集和包被，是一个精细的、有选择的过程，而不是随机分泌的[1]。OMVs 从细菌分离后不影响细胞膜的完整性[2]。OMVs 在发病机制、细胞通讯、基因转移等方面具有重要作用。比如，OMVs 可作为毒力因子的载体，使宿主感染细菌发病，并且 OMVs 可作为一种新型载体，通过递送药物达到治疗癌症或其他疾病的目的[3]。

    本文将综述 OMVs 近年来的研究进展，包括 OMVs 的研究概况、结构和成分、提取与纯化、生物产生机制、免疫调节和发病机制及其应用等。期望本文有助于增进对 OMVs 生物学的了解，并为 OMVs 在医药及各种生物技术中的应用提供新思路。

    1 研究概况

    近 50 年前，有研究报道了一个专性厌氧肠杆菌周围 OMVs 样结构的透射电镜(TEM)照片[4]。随后，首次报道了大肠杆菌赖氨酸突变体在缺少赖氨酸的培养基中，发现其表面有许多气泡[5]。此后，越来越多的文献描述了各种革兰阴性细菌分泌类似 OMVs 的结构[6-10]。至此，由这类细菌分泌 OMVs 被认为是一种常见现象[11-12]。革兰阳性细菌的单层膜结构使研究者起初认为 OMVs 只产生于革兰阴性细菌，但革兰阳性细菌和阴性细菌相似的程度，又让研究者猜想革兰阳性细菌会不会同样产生 OMVs。随着研究进展，发现革兰阳性细菌和古细菌也有分泌 OMVs 的现象[13-16]。因此，所有原核细胞均可形成 OMVs，表明其在生物产生和进化的过程中起着关键的作用[17-19]。

    2 结构和成分

    OMVs 除了典型的球形结构(图 1)，在古细菌和其他细菌中还发现了管形和荚状囊泡等形状结构[20-21]。OMVs 主要包括细菌周质、外膜的细胞成分，其中的物质种类包括膜脂质、分泌蛋白、膜蛋白、脂多糖、肽聚糖以及毒力因子等，也可能包含细胞内成分，如胞内蛋白、DNA、RNA 和酶等[22-23] ......