外泌体:组成、生物发生与功能Exosomes: composition, biogenesis and function - Nature

环球医讯 / 外泌体知识来源:www.nature.com英国 - 英语2025-08-11 23:18:45 - 阅读时长3分钟 - 1288字
本文系统解析了外泌体的物理特性、生物发生机制及其在免疫调节中的潜在功能。通过揭示外泌体作为细胞间通讯载体的分子机制,阐明了其在抗原呈递、T细胞调控及肿瘤免疫治疗中的应用前景,为开发基于外泌体的诊疗策略提供了理论依据。
外泌体生物发生分子特征免疫调控功能临床转化潜力健康肿瘤免疫治疗免疫应答细胞通讯黑色素瘤临床试验
外泌体:组成、生物发生与功能
  • Clotilde Théry¹,
  • Laurence Zitvogel² &
  • Sebastian Amigorena¹

Nature Reviews Immunology 第2卷, 569–579 (2002)¹

¹法国巴黎居里研究所INSERM U520

²法国维勒朱夫古斯塔夫·鲁西研究所

关键要点

外泌体是直径30–100nm的碟形脂双层膜囊泡,在蔗糖梯度中浮力密度为1.13–1.19g/ml。这些囊泡可由多种体外培养细胞分泌。

分析不同细胞来源的外泌体蛋白质组成,发现其共同蛋白组分定义了外泌体作为真实分泌亚细胞区室的特征,同时携带特定细胞类型蛋白,可能介导其功能差异。

外泌体中鉴定的所有蛋白均定位在细胞质或早期内体,从未在内质网、高尔基体、线粒体或细胞核中出现。外泌体还含有质膜蛋白(与内体中描述的同类蛋白一致),支持其起源于晚期多囊泡体内部囊泡的形成理论。

多囊泡体内部囊泡通过限制膜向内出芽形成的膜定向与经典细胞内出芽事件相反。所有反向出芽事件均伴随跨膜脂质磷脂酰丝氨酸分布的倒转。

细胞间膜交换在T细胞与抗原呈递细胞相互作用(T细胞向抗原呈递细胞或反向转移)或树突状细胞间均有描述,但此类交换是否涉及外泌体尚不明确。

外泌体的生物学功能尚未完全阐明:原始作用可能是清除未降解的内体/溶酶体蛋白和膜。近年研究显示其具有新功能,如激活或抑制T细胞,或向树突状细胞转移抗原。

尽管其生理功能尚待明确,外泌体已在小鼠和人类肿瘤免疫治疗的临床前研究中取得成功。黑色素瘤患者的I期临床试验正在进行。

摘要

外泌体是大多数体外培养细胞分泌的内吞起源膜囊泡。当其在抗原呈递细胞中被发现并证实可体内激活免疫应答后,研究热度迅速提升。近年来多个研究组报告了不同细胞类型的外泌体分泌,并探讨其潜在生物学功能。本文描述了定义外泌体作为特殊分泌囊泡群体的物理特性,总结其生物学效应(特别是对免疫系统的作用),并讨论其作为细胞间通讯信使的潜在角色。

核心内容

生物发生机制

外泌体由晚期多囊泡体内膜向内出芽形成(图3)。这种反向出芽过程导致膜拓扑结构倒置,伴随磷脂酰丝氨酸跨膜不对称性的反转。TSG101等内体分选复合物(ESCRT)组分在此过程中起关键作用。

分子特征

所有外泌体共有蛋白包括热休克蛋白(如HSC73)、膜运输相关蛋白(如RAB蛋白)和四跨膜蛋白(如CD9、CD63)。细胞类型特异蛋白包括主要组织相容性复合体(MHC)分子、肿瘤抗原(如MAGE3)和特定细胞表面受体。

免疫调控功能

外泌体可通过以下机制参与免疫应答:

  1. 通过MHC分子直接激活T细胞(图4)
  2. 转移抗原至树突状细胞进行交叉呈递
  3. 调节性T细胞介导的免疫抑制(如携带FasL诱导T细胞凋亡)

临床转化潜力

树突状细胞来源的外泌体已用于:

  • 小鼠肿瘤模型中的抗肿瘤免疫激活
  • 黑色素瘤患者的I期临床试验
  • 开发新型无细胞疫苗平台

图示说明

图1:外泌体首次描述的观察总结

图2:树突状细胞来源外泌体的示意图

图3:细胞内不同出芽事件的定向关系

图4:外泌体在免疫应答中的工作模型

【全文结束】

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