細胞外小泡(外泡)的基本概念,其生物学角色,技术方面,应用以及最新研究进展广泛涵盖在一个网站中。
序言
序章:细胞外小泡学概述
关于外泡(exosome)和细胞外小泡(extracellular vesicles)进行了简明扼要的说明。
细胞外小泡的基本概念
细胞外小泡的分类
细胞外小泡的生物学特性
细胞外小泡的生成和释放
外泡/细胞外小泡(EV)的生成(biogenesis)在很大程度上依赖于细胞内结构(如内质网、高尔基体)之间的相互作用。具体解释了这些结构体如何相互作用。
- 内质网:内质网是细胞内蛋白质的合成、折叠和修饰的场所。在这里生成和修饰的蛋白质通过涂层Ⅱ囊泡(由包被蛋白包裹的小泡)被运送到高尔基体。
- 高尔基体:高尔基体对从内质网发送来的蛋白质进行进一步修饰。修饰完成的蛋白质再次包裹在囊泡中,并被送往细胞内的特定目的地。一些蛋白质被送入内体泡,参与外泡的生物生成。
- 内体泡:内体泡不仅通过内吞作用吸收外部物质,还接收来自高尔基体的蛋白质。内体泡在成熟过程中变为多囊内体(MVB),其内部形成胞质内囊泡(ILVs)。这些ILVs可能包含来自高尔基体的特定蛋白质,最终形成外泡。详细解释请参见这里
- 外泡的释放:当多囊内体与细胞膜融合时,外泡会被释放到细胞外。这些外泡在细胞间通信中发挥重要作用,携带各种蛋白质、脂质和RNA。
因此,细胞外小泡的生物生成受到内质网、高尔基体和内体泡等细胞内结构之间密切的相互作用的支持。现在让我们详细了解每个项目。
内质网和高尔基体中的生成
在内体泡中的运动
多囊体和内质网应激
细胞外小泡的内容物
细胞外小泡(EV)具有携带原始细胞中各种生物学物质的能力,其内容物根据细胞类型、状态和所处环境而大不相同。
EV的内容物包括:
蛋白质
细胞外小泡中含有许多类型的蛋白质。其中一些蛋白质调节细胞信号传导、免疫应答、细胞增殖等生物学过程。
脂质
细胞外小泡的膜主要由磷脂构成。然而,还含有其他脂质,并且在细胞间通信中起到信号传导的作用。
RNA
细胞外小泡能够携带各种类型的RNA,包括mRNA(信使RNA)、miRNA(微RNA)、lncRNA(长链非编码RNA)等。这些RNA分子在细胞外小泡被摄取到靶细胞后,可能改变该细胞的蛋白质合成和基因表达。
DNA
有报道称,细胞外小泡中还含有细胞的基因组DNA和线粒体DNA的片段。
细胞外小泡通过携带这些内容物在调节细胞间通信中起重要作用。在各种生理和病理状态下,EV的内容物会发生变化,并能向其他细胞传递其源细胞的特定信息。
脂质双层膜的转运和释放
已经报道了脂质在EV的释放和摄取中的重要性。
实际上,还有视频展示了细胞外小泡的分泌过程。
细胞外小泡的摄取和靶向细胞作用
受体细胞的摄取机制
细胞外小泡的信息传递
细胞外小泡的免疫调节
细胞外小泡的分离技术
分离技术概述
超离心分离法
免疫沉淀法
尺寸排除层析
切向流过滤
自动EV抽取装置 Exodus
细胞外小泡的检测和特性分析
电子显微镜检测
纳米追踪分析
流式细胞术
细胞外小泡的病理生理学
免疫和細胞外囊泡
肿瘤微环境和转移
炎症和感染症
神经变性疾病
循环器疾病
细胞外小泡的临床应用
作为诊断标记的细胞外小泡
利用细胞外小泡的治疗策略
脊髓损伤
脊髓损伤通常是由交通事故或运动事故等引起的,导致神经细胞损伤、炎症和出血,进而造成运动功能和感觉功能的丧失。由于目前的治疗方法很难实现完全康复,因此需要开发新的治疗方法。细胞外小泡作为再生医学领域的新治疗策略备受关注,也有望用于脊髓损伤的治疗。
利用细胞外小泡治疗脊髓损伤主要有以下效果:
- 神经保护作用:细胞外小泡中含有具有抗氧化和抗炎作用的物质,据报道这些物质可以保护损伤的神经细胞,并抑制炎症和细胞凋亡。
- 促进神经再生作用:细胞外小泡中含有促进神经细胞生长和分化的生长因子和细胞因子。这些物质有望促进损伤神经细胞的再生,并对脊髓损伤的恢复有所贡献。
- 提高再生细胞移植效果:据报道,细胞外小泡可以提高再生细胞(干细胞和神经前体细胞等)的移植效果。细胞外小泡可以提高移植细胞的存活率,增强移植效果。此外,细胞外小泡还可以促进移植细胞与受体细胞之间的信息传递,为移植细胞提供更有利的环境。
- 促进血管新生:细胞外小泡中还含有促进血管新生的物质。血管新生有望改善损伤部位的营养供应和氧气供应,支持神经组织的恢复。
- 为了利用这些效应,已经开发了利用患者自身干细胞提取的细胞外小泡进行治疗的方法。该治疗方法通过直接将细胞外小泡注入脊髓损伤部位,期望实现神经保护、促进神经再生和促进血管新生等效果。
人類 MSC-EV