外泌体作为疾病诊断的标志物具有其独特优势:(1)与正常细胞相比,病变细胞产生的外泌体在分泌量和内容物方面存在明显差异。病变的细胞和组织能够产生更多外泌体。(2)由于特殊的生成方式,外泌体的组成不同于来源细胞。其内包含的一些特异性蛋白质能够揭示外泌体的起源、结构和运输方式,有利于深入了解外泌体的产生机制。(3)病变细胞分泌的外泌体通过胞吐的过程进入血液、尿液等体液,囊泡状结构能够保护外泌体内部生物分子不受体液中蛋白酶、磷酸酶、核酸酶等干扰,有利于保持其结构完整和生物活性,通过对此类体液进行分析可以实现疾病的无创或微创检测。外泌体在心脏修复中起着关键作用。湖南脑脊液外泌体
虽然系统递送的外泌体主要在肝脏、肾脏和脾脏中积累,但通过在外泌体的外表面上展示特定的靶向分子。例如,识别靶抗原的肽或抗体片段,可以获得靶向外泌体;通过在细胞分泌囊泡上展示糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚定的纳米抗体,可以使细胞分泌囊泡显示多种蛋白,包括抗体、荧光蛋白和信号分子。自然分泌的外泌体分离纯化直接作为药物的潜力有限,但是,将自然的外泌体分泌所需组分掺入合成脂质体或纳米颗粒中,并且使用可控程序组装后的工程化外泌体模拟物在药学上拥有更大的应用潜力。腹水提取试剂盒服务人体内多种细胞在正常及病理状态下均可分泌外泌体,包括干细胞、免疫细胞、内皮细胞、及平滑肌细胞等。
通过对28例前列腺ai症患者和19例正常人尿液外泌体中的miRNA进行深度测序分析,发现两种miRNA(miR-196a-5p和miR-501-3p)在前列腺ai患者组明显下调,表明尿液外泌体中的特异性miRNA可能作为前列腺ai的新型生物标志物。Khurana等[100]将研究对象由miRNAs扩大至多种类型RNA,通过对慢性肾病患者尿液外泌体中各类RNA进行系统研究,在慢性肾病患者组中识别出30种明显差异的lncRNAs,表明尿液外泌体中的lncRNAs具有作为慢性肾病早期诊断标志物的潜力。Skotland等的研究则表明尿液外泌体中的脂质能够作为前列腺ai的新型标志物,3种脂质标志物结合使用能够有效提高对前列腺ai的诊断灵敏度(93%)和特异性(100%)。
外泌体有很多潜在优势,但是外泌体在药物递送中的应用研究才刚刚起步,尚有许多问题需解决:如何修饰外泌体的靶向性:缺氧瘤细胞来源的外泌体倾向于向缺氧瘤组织内募集;此外,还可通过在外泌体膜表面设计与靶细胞特异性结合的抗体、配体或受体来实现。如何提高药物装载效率:目前主要有①前装载方法(首先将药物加载到母细胞中,随后外泌体形成并包裹药物分泌到细胞外,常用的方法如转染、共孵育等);②后装载方法(直接将药物加载到外泌体中,例如孵育、电穿孔、超声、挤出、冻融循环等);③其他装载方法(主要是通过生物工程修饰母细胞来实现)。如何实现外泌体的大量生产:目前大规模生产外泌体的方法主要是自发生产和非自发生产。泌体是细胞内源性的小囊泡,由大多数细胞分泌。
肺病细胞来源外泌体(LCC-exosome)可以通过刺激种瘤血管的形成来促进种瘤的生长。据相关报道称,LCC-exosome中的miR-210可以通过调节基质细胞中酪氨酸受体激酶A3的含量,促进种瘤血管的生成;而LCC-exosome中的miR-23a则可以通过开启脯氨酰羟化酶及压制紧密结合蛋白ZO-1来促进肺病的生血管作用。此外,有研究发现,外泌体中的内容物可以触发上皮-间质转化(EMT)。晚期肺病患者血清中外泌体波形蛋白表达增加,促使人正常支气管上皮细胞出现EMT,从而使肺支气管正常上皮细胞出现增殖,迁移能力。科学家也尝试利用外泌体的压制发病机制功能。外泌体作为膜和细胞溶质蛋白、脂质和RNA细胞之间传递的载体。黑龙江外泌体蛋白质组学
干细胞外泌体可用于中风的治理,改善神经预后,增加血管与神经生成。湖南脑脊液外泌体
外泌体(Exosome)介导瘤血管的形成和转移。外泌体(Exosome)能将自身的细胞因子IL-8和VEGF释放到细胞外,作用于内皮细胞膜表面受体,导致瘤血管快速形成并较终通过发生EMT过程促进瘤的迁移。瘤细胞来源的外泌体(Exosome)中含有血管生长素、血管内皮生长因子等,这些细胞因子以不同的作用方式促进瘤血管的形成,如VEGF通过唤醒磷酸酯酶C和第二信使的形成,诱导纤维蛋白溶解酶原活化物的表达,使得基底膜降解,从而促进瘤细胞的迁移。湖南脑脊液外泌体