詞彙解釈
內質網
內質網（endoplasmic reticulum、ER）是細胞內的一種膜結構，負責細胞的基本功能。它延伸並形成了一個廣泛而複雜的網絡，環繞著細胞核。內質網可分為粗面內質網和滑面內質網兩種類型。
粗面內質網（Rough Endoplasmic Reticulum、RER）因其表面附著有合成蛋白質的結構體，而具有粗糙的外觀。RER的主要功能是對新合成的蛋白質進行摺疊、修飾並將其送到細胞內的適當位置。
另一方面，滑面內質網（Smooth Endoplasmic Reticulum、SER）不具有核糖體，並具有平滑的外觀。SER的主要功能包括合成脂質和類固醇、糖代謝以及解毒。
內質網在蛋白質合成和脂質代謝中起著核心作用，並通過這些過程對細胞的生命維持作出貢獻。此外，內質網還作為細胞應激反應的一部分發揮功能，當蛋白質無法正確摺疊時，它可以檢測到並修復這些異常。這種來自內質網的應激反應在維持細胞的生存和死亡平衡中起著重要作用。
核糖體
核糖體是存在於生物細胞內的微小機構，負責蛋白質的產生，即蛋白質的合成（翻譯）過程。在這一過程中，基因的信息從DNA轉錄為RNA，然後由核糖體進行讀取並翻譯為蛋白質，這是生物基本遺傳信息表達的過程中起著重要作用。
核糖體由核糖體RNA（rRNA）和核糖體蛋白質兩個亞單位組成，大亞單位和小亞單位結合後形成完整的核糖體。
核糖體進行蛋白質合成的過程如下：
- 信使RNA（mRNA）與核糖體的小亞單位結合。
- 在識別mRNA上的特定序列（起始密碼子）之後，大亞單位結合，形成完整的核糖體。
- 核糖體在讀取mRNA的同時將每個密碼子（mRNA上的3個核苷酸）翻譯為相應的氨基酸。這一翻譯過程由特殊的轉移RNA（tRNA）分子負責。
- 翻譯結束後，新合成的蛋白質從核糖體釋放出來，並發揮其後續生物學功能。
核糖體存在於細胞的各個位置，有的自由浮游在細胞質中，有的結合在粗面內質網或粒線體表面。核糖體的位置因其合成的蛋白質類型及其後續命運的不同而異。
高爾基體
高爾基體（Golgi apparatus）是細胞內的一個膜結構，是新合成的蛋白質和脂質進行修飾、分類和包裝的主要地點。這個結構以義大利科學家卡米洛·高爾基（Camillo Golgi）的名字命名。
高爾基體由一系列扁平的袋狀結構（高爾基小泡）組成，這些小泡疊加在一起形成整個高爾基體。高爾基體有兩個主要面：近核側（形成面）和遠核側（成熟面）。近核側是接收從內質網傳遞過來的新合成蛋白質和脂質的入口，遠核側則是將物質送到細胞的其他部分的出口。
高爾基體進行的主要工作包括：
- 修飾：蛋白質和脂質在通過高爾基體時進行各種化學修飾（例如添加或修飾糖基）。這些修飾調節蛋白質和脂質的功能。
- 分類：修飾過的蛋白質和脂質經過一系列過程決定其應該被送往何處。這些分子可以被送往細胞的其他部分（如溶酶體或粒線體）、細胞表面或細胞外。
- 包裝：應該被送出的蛋白質和脂質被膜包裹形成小泡，這些小泡成為蛋白質和脂質的輸送工具。
通過上述功能，高爾基體調控細胞內的蛋白質運輸，對維持細胞的功能起著重要作用。
內質網和高爾基體中的外泌體生成
外泌體是細胞內傳遞信息的小囊狀結構，對生物體的許多重要功能起著調控作用。它們有助於細胞間通信，調節生物的生長、發育、免疫反應和疾病進程等。以下將詳細解釋參與外泌體生成的兩個主要細胞結構：內質網和高爾基體。
首先，外泌体的生成是通过细胞内复杂的途径，包括内质网和高尔基体来进行的。内质网在细胞内折叠、修饰和运输新合成的蛋白质到适当位置起着重要作用。特别是，从内质网来的蛋白质会被送到高尔基体进行进一步的修饰。高尔基体作为蛋白质最终修饰并发送到细胞内或细胞外的地方起作用。
外泌体的生成始于内质网。从内质网分泌的蛋白质和脂蛋白会离开内质网并移动到高尔基体。在这个过程中，这些蛋白质和脂蛋白会被细胞质内的内吞体捕获。内吞体是将物质运送到细胞的其他部位的小泡结构。
内吞体成熟后会形成多囊体内吞体（MVB），这是一个包含多个内部小泡的结构，也就是外泌体的前体。这些前体中含有蛋白质、脂蛋白、RNA等各种物质，用于细胞向外部运输。
MVB随后被送到高尔基体。在高尔基体中，MVB中的外泌体前体会经历进一步的修饰，最终成熟为外泌体。高尔基体会进行对外泌体形状和功能的重要修饰。这些修饰包括添加糖基或磷酸化等蛋白质修饰。
外泌体成熟后会向细胞膜移动并与细胞膜融合。通过这一过程，外泌体会被释放到细胞外。这个过程被称为外泌作用，是细胞与外部环境共享信息的主要手段。
外泌体的生成和释放是细胞与其环境相互作用的重要机制，同时也为疾病的诊断和治疗提供了新的可能性。例如，已知外泌体可用于携带促进肿瘤细胞生长和扩散的信号。因此，通过了解外泌体的生成和功能，可以更好地理解这些疾病，并找到有效的治疗方法。
理解内质网和高尔基体的作用对于理解外泌体的生成和功能至关重要。这些细胞结构为外泌体的形成、修饰和释放提供了基本机制。因此，外泌体研究需要关注这些细胞结构及其所扮演的角色。
如上所述，外泌体的生成涉及复杂的过程，包括通过内质网和高尔基体进行的一系列折叠、修饰和运输等步骤。这些细胞结构通过一系列的过程帮助外泌体的形成和释放。外泌体的研究仍在发展中，这些微小的泡状结构如何影响生物体的生命活动，以及它们如何参与疾病的发生和发展，为我们提供了开辟新路径的可能性。
外泌体内含有信息传递分子，包括RNA、DNA、蛋白质等。这些分子用于细胞间通信，并调节细胞的行为和功能。此外，外泌体还被认为参与从外部环境向细胞的信息传递。
miRNA何时被包含在外泌体中？
包含在外泌体中的microRNA（miRNA）在外泌体生成过程的早期阶段就被细胞内的内吞体捕获。具体来说，当内质网形成内吞体时，细胞质中的miRNA会被内吞体捕获。
细胞质中的miRNA被内吞体捕获的具体机制尚未完全阐明。然而，从多个研究中，可以推测出一些可能性。
- RNA结合蛋白（RBPs）：特定的RNA结合蛋白可能与miRNA结合并将其捕获到内吞体中。这些蛋白质与miRNA结合并帮助其进入内吞体。
- 人类AGO2蛋白：人类AGO2蛋白被认为在miRNA进入内吞体中起到了促进作用。AGO2蛋白与miRNA结合并可能帮助其进入内吞体。
- 内吞体分类所需的细胞内运输复合物（ESCRT）：该复合物参与内吞体的成熟和外泌体的形成。它如何参与miRNA进入内吞体尚不明确，但某些研究已经暗示了其相关性。
这些机制都显示了细胞内的miRNA被捕获到内吞体中的可能性，但具体的过程和各自的作用尚未完全阐明。关于外泌体和miRNA的相关性的研究仍在进行中，预计未来将揭示更多详细的机制。
在2022年，有一篇有趣的论文被报道。我计划在近期整理并总结其内容。
捕获到内吞体中的miRNA会在内吞体成熟为多囊体内吞体（MVB）的过程中被封装在MVB内的小泡（内泌体）中。这些小泡最终会形成外泌体，并在释放到细胞外时连同miRNA一起释放。
需要注意的是，并非所有miRNA都是随机被包含在外泌体中的，已知特定的miRNA会有选择性地被包含在外泌体中。虽然选择性的机制尚未完全阐明，但据信涉及一些因素（例如特定的RNA结合蛋白）的参与。
因此，miRNA在内吞体的形成阶段被包含在外泌体中，并在外泌体的成熟和释放过程中被封装并带到细胞外。
了解外泌体生成的机制对于实现外泌体的治疗应用至关重要。然而，由于仍有许多未知因素，因此需要进一步的研究。我会继续关注这个领域的最新发展。
