人间充质干细胞外泌体研究进展
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缪着,卢福琼,马波,刘馨人间充质干细胞外泌体研究进展
缪着,卢福琼,马波,刘馨
650500,昆明医科大学药学院暨云南省天然药物药理重点实验室(缪着、卢福琼、马波、刘馨);653100 玉溪,云南时光肌生物技术有限公司(马波、刘馨)
外泌体是一种能被大多数细胞分泌的微小膜泡,具有脂质双层膜结构,直径为 40 ~ 100 nm,密度为 1.13 ~1.18 g/ml。随着以干细胞技术为核心的再生医学的发展,间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSC)被广泛应用于多种疾病的治疗,研究表明,MSC 来源的外泌体通过核内体途径产生,能够起到与干细胞相似的生理作用,能够保护肾脏损伤、减少心肌缺血和再灌注损伤、保护内毒素诱导的肺损伤、调节免疫系统功能等[1]。在早期的研究中,人们将 MSC 的治疗效果归因于局部移植和分化为各种类型细胞的能力,但随着研究的进一步深入,人们发现 MSC 移植入体内后,不能长期存活,大部分细胞在血管中死亡。所以,推测产生的治疗作用可能是依赖于旁分泌机制产生的大量生物活性因子。大多数健康或疾病环境的细胞能够持续释放细胞外囊泡(extracellular vesicles,EV)进入周围环境,其中外泌体作为细胞间进行信息交流的重要工具有望替代干细胞移植。MSC 来源的外泌体已进入临床试验阶段,主要针对急性缺血性脑中风、难治性黄斑孔裂、1 型糖尿病和阿尔茨海默症。因此,对外泌体的培养方法和相关参数、分离方法进行改进和优化,对其蛋白质和核酸进行严格分析均是其应用于临床的基础。本文对人 MSC 外泌体的产生机制、内容物、获取方法进行了综述。
1 MSC 外泌体的生成机制
MSC 来源的外泌体通过核内体途径产生,不同细胞来源外泌体有相似的合成路径[2]。该过程始于细胞膜表面的内吞作用形成的早期内吞体,早期内吞体再成熟为晚期内吞体,晚期内吞体膜通过内向出芽作用,包裹特异分选的蛋白、核酸等物质形成多个管腔囊泡(ILVs),这种管腔囊泡即为外泌体的前体。晚期内吞体内包含多个 ILVs 后,即成为多泡体(MVB)。随后,大多数 MVB 与溶酶体融合,导致 MVB 的内含物降解,而少数 MVB 的膜表面有 CD63、溶酶体跨膜蛋白(lysosomal membrane protein,LAMP)1、LAMP2 等,可介导其与细胞质膜融合,并向胞外释放外泌体[3-4]。
1.1 依赖内吞体分选复合物机制
ILVs 与 MVB 的生成需要内吞体分选复合物(endosomal sorting complex required for transport ......
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