综述：微小信使，巨大后果：细胞外囊泡与mTOR信号在神经炎症中的作用

本综述深入探讨了细胞外囊泡（EVs）与雷帕霉素机制靶点（mTOR）信号通路在神经炎症中的双向互作机制。文章系统阐述了mTOR如何调控EVs的生物发生与 cargo 分选，同时EVs也作为信号载体反作用于靶细胞的mTOR活性，从而影响神经元存活、胶质细胞活化及免疫信号传导。这种反馈环路在神经保护与神经毒性间扮演着关键角色，为神经退行性疾病（如AD、PD）的治疗提供了新的靶点视角。

　　

2 细胞外囊泡：生物发生、类型与功能

细胞外囊泡（EVs）是所有细胞类型以进化保守方式释放的异质性脂质双层膜封闭囊泡。它们不仅是细胞废物清除的载体，更是生理过程（如突触可塑性、髓鞘形成和神经发生）的重要调节者。

2.1 EV分类：外泌体、微囊泡、凋亡小体

根据国际细胞外囊泡学会（ISEV）的MISEV2023指南，EVs被定义为“从细胞释放、由脂质双层分隔且不能自行复制的颗粒”。其分类主要依据大小、密度、分子组成或细胞来源等操作术语。例如，外泌体（exosomes）根据大小可分为ExoA (40–75 nm)、ExoB (75–100 nm)和ExoC (100–160 nm)。它们起源于内体系统，由多泡体（MVB）膜向内出芽形成腔内囊泡（ILVs），随后与质膜融合释放。胞外体（ectosomes）则源自质膜向外出芽，包括微囊泡（100–1000 nm）和大型癌体（1–10 μm）等亚型，例如迁移体（migrasomes）和外突体（exopheres）。凋亡小体（apoptotic bodies）是细胞凋亡过程中形成的0.5–5 μm囊泡。

2.2 EVs的生物发生

外泌体和胞外体具有不同的生物发生过程。外泌体生物发生可通过ESCRT（运输所需的内体分选复合体）依赖和非依赖途径执行。ESCRT依赖途径涉及ESCRT复合物募集至内体膜以形成ILVs，而非依赖途径则由四跨膜蛋白富集微域和脂筏介导。Rab GTP酶和SNARE蛋白分别介导了囊泡运输和MVB与质膜的融合。EVs通过内吞作用（如网格蛋白介导的内吞、小窝蛋白介导的内吞等）被靶细胞内化。

2.3 EVs的分子货物

EVs的货物包含脂质、核酸和蛋白质，其组成因细胞类型、分泌机制和定位而异。外泌体通常富含ESCRT相关蛋白（如ALIX、TSG101）、四跨膜蛋白（如CD9、CD63、CD81）、RABs和annexins。此外，它们还携带各种核酸模式，如DNA、信使RNA（mRNAs）和非编码RNA（ncRNAs），其中microRNA（miRNAs）是最丰富的RNA种类。

2.4 超越其组织起源的新型EVs功能：以脑源性EVs作为血液生物标志物为例

从血液等外周体液中分离脑细胞特异性EVs，以其作为健康和疾病的读数是该领域最有前景的目标之一。研究人员使用针对跨膜蛋白胞外域的抗体（如神经元衍生的EVs（NDEVs）使用L1CAM抗体，星形胶质细胞衍生的EVs（ADEVs）使用GFAP抗体）进行免疫沉淀和分析。然而，此策略存在挑战，例如这些跨膜蛋白的拓扑结构问题，以及这些标记物的实际特异性（例如L1CAM也在某些肿瘤细胞中表达）。脑源性血液EVs为大脑健康提供了一个微创窗口，在神经疾病诊断、预后和监测方面具有巨大潜力，但临床转化仍需进一步验证和标准化。

3 mTOR信号通路在调节EVs货物和神经炎症中的作用

mTOR是协调蛋白质合成、自噬调节、代谢和细胞存活等CNS稳态关键细胞功能的核心信号枢纽。

3.1 mTOR信号在CNS中的概述

mechanistic target of rapamycin (mTOR) 是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，是两种不同的多蛋白复合物的催化核心：mTOR复合物1（mTORC1）和mTOR复合物2（mTORC2）。mTORC1对营养水平和生长信号波动高度敏感，其激活通过磷酸化下游效应物如S6激酶1（S6K1）和4E结合蛋白1（4E-BP1）来驱动蛋白质合成，同时在营养丰富的条件下抑制自噬。mTORC2则更致力于促进细胞存活和调节细胞骨架动力学。

3.2 mTOR在神经炎症中的作用

神经炎症是许多CNS疾病的标志，其特征是神经胶质细胞（尤其是小胶质细胞和星形胶质细胞）的过度激活，释放有害于神经元健康的促炎细胞因子。mTOR信号过度激活（如在癫痫、创伤性脑损伤和一些神经退行性疾病中观察到）不仅导致异常的蛋白质合成和自噬减少，还放大了炎症介质的产生。mTOR与NF-κB通路和PI3K/Akt轴等其他信号级联的复杂交叉对话进一步强调了其在神经炎症中的致病作用。然而，mTOR的完全或长时间失活可能矛盾地促进神经炎症条件，因为mTOR信号不仅参与促炎反应，还介导细胞存活、溶酶体功能和免疫稳态。

3.3 mTOR作为EVs生物发生和货物分选的调节者

mTOR信号本身对EVs的生物发生、释放和货物组成施加显著的调节影响。在mTORC1活性升高的条件下，MVB与溶酶体的融合被 favored，导致外泌体分泌受到抑制。相反，抑制mTORC1（如通过营养剥夺或药理干预）将MVB运输转向质膜，从而增强外泌体的释放。此外，mTOR活性影响特定蛋白质和RNA选择性包装到EVs中，这意味着失调的mTOR信号可能导致改变的EV货物谱，可能使细胞间通信偏向促炎状态。

3.4 细胞外囊泡作为mTOR活性的调节者

在神经炎症的背景下，来自活化小胶质细胞的EVs已被证明携带特定的microRNAs——最显著的是miR-124-3p——可以影响受体神经元中的mTOR信号。通过小胶质细胞EVs转移miR-124-3p导致靶神经元内mTOR活性下调，从而减少促炎细胞因子的产生并促进神经保护过程。NDEVs还含有突触蛋白和营养因子，如脑源性神经营养因子（BDNF）及其受体原肌球蛋白受体激酶B（TrkB），当被受体神经元内在化时，有助于神经元营养支持。

3.5 相互调节及其对神经毒性和神经炎症的影响

mTOR信号和EV动力学之间的相互作用本质上是双向的，并对神经炎症和神经毒性产生深远影响。一方面，携带调节分子（如miR-124-3p）的EVs可被神经元和胶质细胞内化，导致mTOR活性抑制和随之而来的炎症介质释放减少。另一方面，异常的mTOR信号可以调节EV分泌模式和货物选择，从而产生倾向于携带促炎信号的EVs，这可能加剧神经胶质增生、损害血脑屏障完整性并引发神经元凋亡。这种相互调节建立了一个恶性循环。

4 EVs作为神经退行性变的调节者

神经退行性疾病每年在全世界有数百万新患者。神经退行性变的特征是周围和中枢神经系统中神经元的进行性死亡，导致运动和认知功能障碍。神经炎症是神经退行性疾病的共同特征。

4.1 阿尔茨海默病

AD是全世界最常见的痴呆症类型，其特征是进行性认知障碍以及情绪和精神症状。AD的特征是神经原纤维缠结和神经炎斑块的存在，分别由Tau蛋白的过度磷酸化和Aβ肽的聚集形成。EVs参与AD发病机制。一方面，研究确立了Aβ和Tau通过EVs的跨神经元传播。另一方面，EVs也可以介导AD中神经炎症介质的传播。只有少数研究强调了mTOR通路在AD的EVs中的重要性。例如，间充质干细胞衍生的EVs（MSC-EVs）通过可能通过鞘氨醇1-磷酸（S1P）调节PI3K/Akt/mTOR信号通路，显示出治疗效用。

4.2 帕金森病

PD诊断代表一个挑战，因为运动症状出现在大多数多巴胺能神经元死亡之后。PD的许多EV研究主要集中于在从血清、血浆、尿液和唾液分离的EVs中寻找生物标志物。EVs和PD有着内在联系。一些形式的PD是由富含亮氨酸重复激酶2（LRRK2）基因的突变引起的，并与Rab蛋白家族的改变有关。EVs在PD中的不同致病作用已被描述。例如，外泌体为α-突触核蛋白（α-syn）聚集提供了最佳环境，可能促进PD病理的传播。此外，促炎细胞因子增加了小胶质细胞EVs含有α-syn后神经元中α-syn的积累。

5 结论

总之，mTOR是调节神经元功能、存活和CNS炎症反应的关键细胞过程的核心整合者。mTOR与细胞外囊泡之间的双向交叉对话增加了一层额外的调控复杂性，其中EVs不仅作为调节分子载体调节受体细胞中的mTOR活性，而且作为mTOR介导的调节的目标，决定其释放和货物组成。这种复杂的相互作用强调了创新治疗策略的潜力，这些策略结合mTOR调节与靶向EV工程，以重新校准神经炎症反应并减轻神经毒性。未来研究应旨在阐明mTOR信号调节EV货物分选以及EV传递的信号反过来影响不同神经细胞群体中mTOR活性的确切分子机制。