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外泌体在心血管疾病中的研究进展


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构和功能也有重要作用; 另外,exosome 还含有 4 次 心脏 球 和 心 脏 球 来 源 的 细 胞 ( cardiosphere-derived
跨膜蛋白超家族( CD9、CD63、CD81、CD82) 可以作为 cells,CDCs) 均 可 以 分 泌 exosomes,且 这 些 exosomes
起特定的效应。当用心肌成纤维细胞的条件培养基
培养心肌细 胞 时,会 改 变 神 经 冲 动 的 传 导 从 而 改 变 心肌细胞内 Na + 离子通道和内向整流 K + 通道的表 达水平[21]。随后,研 究 者 还 发 现 心 肌 细 胞 exosome
氨酸耐受的 MHCⅠ和 MHCⅡ类分子,可以直接和 T 细胞受体结合,激活 CD4 + 或 CD8 + T 细胞进而引起 一系列的免疫应答[14]。
至在其它体液中也可见,如尿液[7]。Exosomes 的产 生机制十分 复 杂,涉 及 到 多 种 因 子 的 调 控 作 用。 目 前大多数研究者比较认同的机制是: 细胞在内吞时 形成的多泡体( multivesicular bodies,MVBs) ,在胞外 分泌的过程中,MVBs 包含的腔内囊泡( intralumenal vesicles,ILVs) 可以从 MVBs 的内腔释放到胞外环境 中,而 释 放 的 这 些 30 ~ 100 nm 的 ILVs 就 是 exosomes[8]。
764 种,包括 let-7、miR-1、miR-15、miR-16 和 miR-181 somes 包含的 miR-214 在邻近靶细胞内通过沉默毛
及各种亚型。这些来源于 exosomes 的 miRNA 在生 细血管扩张性共济失调突变从而刺激血管生成。主
物体许 多 系 统 均 有 一 定 作 用。神 经 元 来 源 的 exo- 动脉内皮细胞所产生的包含 HSP-70 的 exosomes 可
Exosomes 是由多种细胞分泌的双层模型结构的 囊性小泡,直径为 30 ~ 100 nm,是已发现的众多胞外 微粒体的一种。Exosomes 由 Johnstone 等[1]在 1987 年首次从网 织 红 细 胞 的 培 养 上 清 液 中 分 离 出 来,之 后的研究 不 断 发 现 其 它 多 种 类 型 细 胞 也 可 以 分 泌 exosomes,如: T 细胞[2]、B 细胞[3]、树突状细胞[4]以 及其它非血源性细胞如肿瘤细胞[5]、施旺细胞[6],甚
细胞之间信息传递的作用机制中确实起到重要作 化。
用。根据一个专门收录与 exosomes 研究相关的数据
除了心肌细胞能够分泌 exosomes 之外,内皮细
库 ExoCarta ( http: / / www. exocarta. org / ) 中 的 信 胞分泌的 exosomes 在心血管形成 机 制 中 有 重 要 作 息[15],现已发现的 exosomes 相关 miRNA 的种类为 用。van Balkom 等[22]研究发现内皮细胞来源的 exo-
[收稿日期]2013-09-21
[修回日期]2014-01-08
* [基金项目]国家自然科学基金资助项目( No. 81330007; No. 81120108003) ; 国家 973 计划项目( No. 2012CB526602)
△通讯作者 Tel: 020-83827812 转 51155; E-mail: yuxycn@ hotmail. com
[ABSTRACT] AIM: Exosomes are bi-lipid membrane originated in the cell endocytosis system and secreted into
the extracellular matrix. The cells secrete exosomes into extracellular matrix to impact target cells with the significant func-
识别不同来源 exosomes 的蛋白分子标记,以及具有 和其它微粒体一起在成年心脏组织与异体细胞间的 功能的热休克( heat shock protein,HSP) 蛋白超家族 交流中发挥重要作用[17],尤其在 telocytes( 一种在干
( HSP70、HSP90) 等。
细胞微环 境 中 已 发 现 具 有 信 息 传 递 功 能 的 间 质 细
tions of cell-cell information transmission and immunological regulation. Recent studies show that cell-cell communication
regulated by exosomes can be found in both physiological and pathological conditions of cardiovascular diseases ( CVD) .
3 Exosomes 与心血管疾病
RNA,参 与 了 常 驻 性 心 肌 细 胞 的 胞 内 压 力 应 激 反
在发现 exosomes 早期,研究者较多地聚焦于 ex- 应[24]。此外,内皮细胞分泌的包含 miRNA 的微泡参
osomes 在肿瘤中发生发展机制中的重要作用。许多 与了内皮细胞与平滑肌细胞共培养时 2 种细胞之间
有潜在的免疫调节功能,且在后续研究中逐渐得到 细胞的迁移,提升的内源性心肌的再生能力。心肌
证实。有研究者发现从抗原免疫小鼠的血浆中分离 成纤维细胞分泌的 exosome 能够在心肌细胞周围引
出的 exosomes 可以抑制 Th1 型超敏反应和 Th2 型过 敏反应的应答[12]。Wan 等[13]发现激活小鼠的树突 状细胞可以通过释放 exosomes 而直接增加 B 细胞的 效应作用。成熟突状细胞来源的 exosomes 膜上有缩
细胞分泌的 exosomes 内包含许多遗传物质和蛋 白质,exosomes 到达胞外后可作用到靶细胞,从而在 细胞间信息传递以及免疫调节等过程中发挥着复杂 的调节作用。Exosomes 内的 DNA 或 RNA 可以通过 exosomes 传递到邻近细胞,引起周围细胞基因表达 的改变[9]; 来源于 exosomes 的微小 RNA( microRNA, miR) 在干细胞分化的调控( let-7) 、胚胎发育和器官 发生( miR-1) 、造血( miR-181) 和肿瘤发生( miR-17、 -18、-19、-19b 等) 等生理和病理生理过程中起关键调 节作用[10]; exosomes 内的脂质对于维持其正常的结
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中国病理生理杂志 Chinese Journal of Pathophysiology 2014,30( 4) : 746-750
[文章编号] 1000-4718( 2014) 04-0746-05
外泌体在心血管疾病中的研究进展*
·综 述·
肖 静1,2 , 余细勇1△
( 1广东省人民医院,广东省医学科学院医学研究中心,广东 广州 510080; 2 南方医科大学药学院,广东 广州 510515)
Hale Waihona Puke somes 内包含丰富的 miRNA,这些 exosomes 可以直接 以选择性地激活单核细胞,但是在其它类型的内皮 内化进入星形胶质细胞中并增加 miR-124a 和谷氨 细胞中未见类似报道[23]。内皮细胞 exosome 来源的
酸转运蛋白 1 ( glutamate transporter 1,GLT1) 蛋白的 HSP70 可以募集单核细胞引起炎症反应,提示 exo-
2 Exosomes 的生理学功能
胞) 及 其 它 常 驻 性 心 肌 祖 细 胞 ( resident progenitor
自从 Raposo 等[11]在 1996 年发现免疫细胞也可 cell) 之间[18-19]。Vrijsen 等[20]研究证实来源于心肌
释放 exosomes 后,免疫学家就推测 exosomes 可能具 祖细胞的 exosomes 在体外抓伤实验中能够促进内皮
[关键词] 外泌体; 心血管疾病; 信息传递
[中图分类号] R362
[文献标志码] A
doi: 10. 3969 / j. issn. 1000-4718. 2014. 04. 031
人体诸多生理功能的发挥是通过细胞间的信息 交换来完成的。目前细胞之间的信息交换涉及的机 制较为复杂,其中比较重要的有分泌生长因子、各种 小分子物质( 多肽类、生物活性脂类和核苷酸) 、细胞 间接触和分泌到胞外的基质成分等。新近发现的外 泌体 ( exosomes) 作为一种细胞分泌到胞外的囊泡状 小体,自发 现 以 来 就 不 断 引 起 研 究 者 的 兴 趣。 近 年 来对于 exosomes 参与心血管疾病生理及病理过程的 机制探索以及将基于 exosomes 的研究转化于临床心 脏疾病的诊治已成为研究前沿和热点。 1 Exosomes 的基本情况
Exosomes derived from many types of cells ( such as myocardial cells,endothelial cells and stem cells) play an important
regulatory role in the pathogenetic mechanism of CVD. Meanwhile,exosome-based investigations have shown huge potential
能够向其它某些细胞传递 DNA 和 RNA: Waldenstrom 等[9]分别用碘化丙啶和吖啶橙示踪 DNA 和 RNA,在 体外将遗传物质标记后的 exosome 导入成纤维细胞
多种细胞来源的 exosomes 内均包 含 mRNA 和 中,孵育 3 h 后,激光共聚焦显微镜结果提示来源于
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