急性应激源特异性小细胞外囊泡特征揭示心理与生理应激的差异性生物学响应

本研究针对应激反应分子机制不清的问题，通过分析急性心理（TSST）和生理（跑步机）应激后血浆小细胞外囊泡（sEVs）的动态变化，发现仅物理应激可快速诱导CD9+、CD63+等血小板/髓系来源sEVs的瞬时升高，而心理应激引发高度异质性响应。CD44+ sEVs展现出最强的应激类型区分能力（AUC 0.76-0.78），为开发应激特异性生物标志物（PsychEVs/ExerVs）提供了新视角。

　　

应激是全球性的健康负担，每年仅西方工业化国家就因应激相关疾病产生超过2000亿美元的经济损失。尽管自Cannon和Selye的开创性工作以来，分子应激生理学取得了长足发展，但应激导致疾病的分子通路仍未完全阐明。尤其令人困惑的是，为何不同类型的应激（如心理性和生理性）会引发截然不同的生理和情绪反应，却共享某些相同的经典生物标志物（如皮质醇、儿茶酚胺）的激活模式？这种矛盾提示我们，可能存在更精细的分子机制在背后调控。

小细胞外囊泡（small Extracellular Vesicles, sEVs）作为细胞间通讯的关键媒介，为解答这一问题带来了曙光。这些直径在70-150纳米的微小囊泡，如同微观世界中的“快递包裹”，能够携带蛋白质、脂质和核酸等生物活性物质，在血液中远距离传递信息，甚至能穿越血脑屏障进行双向通讯。大脑虽然只占体重的2%，却消耗了20%的能量；肌肉约占体重的40%，是运动应激的主要反应器官。这两个高能耗组织很可能将部分能量用于生产和释放sEVs，这种代谢成本高昂但效率极高的通讯方式，可能是机体适应不同应激的关键。

然而，一个悬而未决的核心问题是：急性心理社会应激和身体应激是否会引发不同的sEVs释放特征？这些特征能否作为区分应激类型的生物标志物？为此，研究人员对20名健康年轻男性进行了一项精心设计的交叉研究。

研究采用了多项关键技术：1）使用成像流式细胞术（Imaging Flow Cytometry, IFCM）这一能够进行高通量单囊泡分析的技术，对血浆中23种表面标志物（CD9、CD63、CD81等）阳性的sEVs进行了精确计数和表征；2）采用两种标准化应激诱发方案：特里尔社会应激测试（Trier Social Stress Test, TSST）诱发心理应激和跑步机力竭运动诱发生理应激；3）在多个时间点（基线、应激后2、15、30、40分钟）采集血液样本，同步检测皮质醇、儿茶酚胺和细胞游离DNA（cfDNA）等传统应激标志物作为参照。

基线sEV标志物水平高度可重复

研究发现，在两种实验条件下的基线期，21种sEV标志物的血浆浓度没有显著差异，表明sEV标志物在不同日期间具有高度可重复性，适合作为应激相关的生物标志物。只有CD44⁺和CD235a⁺ sEVs显示出微小但显著的差异，其分布曲线仍有大量重叠。

CD9⁺、CD41⁺和CD81⁺ sEVs主导血浆sEV谱

对不同sEV亚群的绝对定量显示，CD13⁺、CD14⁺、CD24⁺、CD44⁺、CD63⁺和CD90⁺ sEVs的浓度通常在10⁵个/毫升水平。CD16⁺、CD61⁺、CD66b⁺、CD82⁺、CD100⁺、CD206⁺、CD227⁺、CD235a⁺、HLA-DR⁺和PD-L1⁺ sEVs处于中间水平（约10⁶个/毫升）。而最丰富的sEV亚群包括CD9⁺、CD41⁺、CD81⁺、CD171⁺、CTLA-4⁺、HLA-ABC⁺和PS⁺ sEVs，通常超过10⁷个/毫升，其中四跨膜蛋白阳性（CD9⁺、CD81⁺）和血小板来源（CD41⁺）的囊泡 consistently 构成了最丰富的亚群。

CD13⁺、CD14⁺和CD41⁺ sEVs在物理应激后短暂增加

重复测量方差分析揭示了8种标志物（CD9、CD13、CD14、CD16、CD41、CD44、CD63和HLA-DR）存在显著的时间×应激类型交互效应。事后分析表明，CD13⁺（氨肽酶N，与髓系谱系相关）、CD14⁺（单核细胞）、CD16⁺（通常与NK细胞和非经典单核细胞相关）、CD41⁺（血小板来源）、CD44⁺（在间充质干细胞、活化T细胞和单核细胞上表达）和HLA-DR⁺（抗原呈递/活化细胞）sEVs在物理应激后2分钟显著增加。几种标志物的升高持续超过这个时间点：CD9⁺、CD13⁺、CD41⁺、CD44⁺和HLA-DR⁺ sEVs在15分钟时仍升高，CD16⁺在30分钟时仍升高。CD63⁺ sEVs在2分钟时显示数值增加（p=0.058），但未达到统计学显著性。相比之下，心理社会应激均未引起这些标志物的显著变化。

CD44⁺ sEV浓度能够对应激类型进行分类

基于递归分区的分类模型显示，使用sEV谱区分两种应激类型具有可行性。模型使用23种标志物阳性sEV亚群在五个时间点的数据构建，最初的分割基于CD44⁺ sEV浓度，阈值为9.2×10⁴个/毫升。CD44⁺ sEVs显示出最高的变量重要性，其次是CD16⁺、CTLA-4⁺、HLA-DR⁺、CD81⁺和CD41⁺亚群。训练集和测试集的受试者工作特征曲线下面积（AUC）分别为0.78和0.76，总体分类准确率超过76%。

这项研究首次直接比较了急性心理社会应激与身体应激对人类sEV释放的影响，揭示了截然不同的响应模式。物理应激引发快速、一致且短暂的特异性sEV亚群（主要是血小板和髓系免疫细胞来源）释放，而心理社会应激则导致高度异质性和非定向的sEV响应。这种差异可能反映了两种应激类型背后不同的生理机制：物理应激涉及明确的代谢需求和组织损伤信号，而心理社会应激的处理更加个体化和复杂。

CD44⁺ sEVs作为最具区分力的标志物尤其引人注目。CD44是一种广泛表达于免疫细胞和基质细胞的粘附分子，在炎症调节中起关键作用。其作为区分特征的出现，暗示免疫系统和血管 compartments 在应激响应中扮演重要角色。

研究提出的“ExerVs”（运动相关囊泡）、“PsychEVs”（心理应激相关囊泡）和“StressEVs”（通用应激囊泡）概念框架，为未来开发应激特异性生物标志物奠定了基础。这些发现不仅增进了我们对应激系统生物学的理解，更重要的是，为未来开发基于sEV的个性化诊断工具提供了可能，特别是在应激相关精神障碍和躯体疾病的早期识别和干预方面具有转化潜力。

需要注意的是，这项研究作为一项试点研究存在一些局限性，如仅纳入男性参与者、观察窗口有限以及缺乏分子 cargo 分析等。未来需要在更大、更多样化的队列中进行验证，并整合多组学方法来全面揭示sEV在应激反应中的功能作用。