外泌体是如何炼成的?

1983年,科学家把绵羊网织红细胞的培养液拿出来一看,发现里面漂着一串直径30到150纳米的小泡泡。到了1987年,Johnstone给这些小泡泡正式取了个名字,叫“外泌体”。一开始大家都把它当垃圾筒看,觉得是细胞把废物扔出去的通道。其实呢,这40到100纳米的小盘状囊泡,现在被发现是细胞间最隐蔽也最高效的信使。只要细胞活蹦乱跳或者生病,它们都会往外吐这种小泡。这种小泡其实是溶酶体内部变出来的多囊泡体,最后把外面那层膜跟细胞膜一粘,把“货物”就给精准送到受体细胞里去了。 那这小泡里面到底装了什么? 膜成分上,胆固醇和鞘磷脂占大头。外泌体的膜脂跟普通细胞差不多,可就是胆固醇和鞘磷脂多了不少,这样它就能在液体里稳稳当当走,还能顺顺当当地穿过血管壁。2007年,Valadi他们发现老鼠肥大细胞吐出来的外泌体能被人肥大细胞抓住,里面带的mRNA跑到受体细胞里还能翻译成蛋白质。后来大家又发现,microRNA也挺有活力,能在受体细胞里管着mRNA的水平。 蛋白质这边更是复杂得很。外泌体不是随便的垃圾袋,它更像一列装备精良的货车。到现在已经找出41860种蛋白质、2838种microRNA还有3408种mRNA。里面最常见的运输队领队是Rab家族的GTP酶,负责管外泌体跟受体细胞膜怎么融合。除此之外,膜联蛋白、四跨膜蛋白、热休克蛋白、A33、MHC-II、CD86还有乳凝集素这些都在表面守着岗,随时准备换膜或者粘到一块儿。代谢酶、核糖体蛋白、信号转导因子、粘合力因子、细胞骨架蛋白还有泛素也都纷纷上了车,凑成了一张复杂的调控网。 至于功能嘛,上世纪80年代大家以为它只是清道夫,现在才知道它可是个多面手: 免疫应答的时候,抗原提呈细胞的外泌体能带着MHC-II分子把肿瘤抗原递给T细胞,启动免疫攻击; 细胞迁移时,上皮细胞的外泌体带着粘附因子进来诱导基质金属蛋白酶表达,推着肿瘤细胞去侵袭; 干细胞调控这块儿也不赖,干细胞的外泌体带着端粒酶、抗凋亡蛋白之类的东西进去,让受体细胞返老还童; 肿瘤新生血管这事儿更绝,肿瘤细胞的外泌体能带上VEGF、Ang-1这些帮着血管长出来的因子,跟基底细胞换遗传信息后迅速生成血供。 当一颗外泌体碰到另一个细胞的时候,受体细胞就会伸爪子把它给吞了进去。里面的RNA、蛋白质还有代谢物一出来就赶紧改了受体细胞的命运。就是靠着这种不碰面的信息传递方式,外泌体在维持机体稳定、盯着免疫监视、修复组织还有生病这些事儿上都能帮上大忙。 这玩意还有几个特点: 个头小,40到100纳米,能随便穿过毛细血管壁; 稳定性好,胆固醇和鞘磷脂组成的双层膜特别耐酸碱和酶; 靶向性强,表面那些四跨膜蛋白、热休克蛋白还有糖基化修饰决定了它要去哪儿; 内容丰富,同一个细胞发出来的小泡因为刺激信号不一样带的东西也完全不同; 双向调控,既能传坏消息也能传好消息,全看它跟哪个受体细胞碰上了。 从以前被当废品丢到现在当指挥官来看,外泌体这套看起来简单的装置把细胞沟通、组织重塑还有疾病发展这些复杂网络给串起来了。以后靠着高通量测序和单细胞测序技术的进步面纱一层层揭开了之后,说不定它们能变成送药的好帮手、免疫治疗的大功臣或者是癌症早期诊断的宝贝。