外泌体在人体细胞间通讯通路中发挥着关键作用。长期以来,外泌体被认为是从细胞中排出的垃圾囊泡。然而科学家后来发现,外泌体实为重要的基因信息传递载体,包含RNA、DNA和蛋白质。这些突破性发现的重要性足以载入史册——2013年诺贝尔生理学或医学奖授予了三位科学家:詹姆斯·E·罗斯曼、兰迪·W·谢克曼和托马斯·C·苏德霍夫。
诺贝尔奖与外泌体
卡罗林斯卡医学院诺贝尔委员会将2013年诺贝尔生理学或医学奖授予上述三位科学家,表彰他们"解开了细胞如何组织其运输系统之谜"。这些诺贝尔奖得主"发现了支配物质在细胞间精准递送的分子机制",其研究对象正是通过细胞外囊泡(EV)或外泌体实现的物质运输系统。
什么是外泌体?
外泌体是具有双层脂质膜的囊泡结构,参与细胞间通讯。当细胞膜向外出芽时,会携带母细胞的双层脂质膜、部分细胞表面蛋白以及以RNA、DNA或蛋白质形式存在的基因信息。这些细胞外囊泡(外泌体)的典型尺寸范围为20-200纳米。
外泌体的四个独特特性使其成为理想的生物标志物靶标:
- 溯源性:外泌体表面携带源自母细胞的特异性蛋白标记,可追溯至原始释放器官(如大脑、肺脏、心脏、前列腺或肾脏等)。
- 普遍性:所有细胞在其生命周期各阶段都会释放外泌体,这与仅由癌细胞释放且主要见于癌症晚期的循环肿瘤细胞和循环游离DNA形成鲜明对比。
- 可获取性:外泌体广泛存在于生物体液中,为无创液体活检提供了丰富的基因信息来源。
- 信息完整性:外泌体内部装载的DNA、RNA或蛋白质可完整反映母细胞的生理状态。
外泌体的临床价值
这些特性使外泌体成为液体活检的重要生物标志物来源,不仅在肿瘤学领域,在其他疾病领域也具有应用价值:
在器官移植监测领域,医生可通过检测移植器官释放的外泌体生物标志物进行血液常规检测,从而替代具有创伤性的组织活检。在临床应用方面,外泌体技术有助于减少组织活检操作,通过更精准的检测试剂盒实现无创诊断。
外泌体在细胞外通讯通路中表现出极高的稳定性,其携带的基因材料不易降解,这是游离循环肿瘤细胞和循环DNA不具备的优势。此外,外泌体存在于细胞生命周期的各个阶段,这种特性使其在疾病早期筛查和动态监测中展现出独特的应用前景。
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