综述：细胞外囊泡个体发生中的脂质代谢与脂质信号传导：从生物发生到功能执行

本综述系统阐述了脂质与细胞外囊泡（EVs）在整个生命周期中的双向互作关系。文章揭示了脂质代谢与信号通路如何调控EVs的生物发生、内容物分选、释放及靶向过程，并重点探讨了EVs作为关键介质，通过其携带的脂质、蛋白质和核酸等活性成分，在肥胖、2型糖尿病（T2DM）、非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）、动脉粥样硬化及癌症等脂代谢相关疾病中的核心作用。文中特别指出，疾病状态下循环EVs的脂质组学特征具有作为无创诊断生物标志物的巨大潜力，为理解EV生物学及开发基于EV的诊断和治疗新策略提供了重要见解。

　　

脂质：细胞外囊泡生命周期的核心调控者

细胞外囊泡（EVs）是细胞分泌的纳米级脂质双层膜结构包裹的颗粒，无法独立复制。它们作为细胞间通讯的关键信使，其自身的“一生”——从诞生（生物发生）、装载货物（内容物分选）、启程（释放）到被靶细胞接收（内化），都深受脂质代谢与脂质信号网络的精密调控。本综述将带您深入探索脂质与EVs之间这段密不可分的关系。

细胞外囊泡生命周期中的脂质：从生物发生、内容物分选到细胞摄取

EVs是一个高度异质性的群体，主要包括外泌体（exosomes, 30-150 nm）、微囊泡（microvesicles, MVs, 100-1000 nm）、凋亡小体（apoptotic bodies, ABs, 1000-5000 nm）以及新发现的迁移体（migrasomes）和线粒体来源囊泡（mitochondrial-derived vesicles, MDVs）等。它们的生物发生路径各异，但脂质在其中均扮演着不可或缺的角色。

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  外泌体的生物发生：脂质驱动膜弯曲与货物分选
  外泌体源于内体系统。早期内体成熟为多泡体（MVBs），其内膜向内出芽形成腔内囊泡（ILVs），这个过程由ESCRT复合物依赖和非依赖机制共同调控。脂质直接参与外泌体的结构组装。神经酰胺（CER）的锥形分子结构能驱动内体膜向内出芽，这是ESCRT非依赖途径的核心机制。磷脂酰肌醇（PIs），如PI(3)P、PI(3,5)P₂、PI(4,5)P₂和PI(4)P，则通过招募不同的ESCRT复合物成员，精确调控ILV的形成和MVB的成熟。此外，像溶血双磷脂酸（LBPA）、磷脂酸（PA）和胆固醇（CHOL）这样的脂质，通过调节细胞骨架重排和囊泡运输，影响MVB与质膜的融合及外泌体的释放。细胞在应激状态下产生的脂质介质，如花生四烯酸（AA），也能动态调节外泌体的生成速率。
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  微囊泡与凋亡小体的形成：脂质不对称与“吃掉我”信号
  微囊泡通过质膜直接向外出芽形成。磷脂酰丝氨酸（PS）从质膜内叶翻转到外叶，以及胆固醇、鞘磷脂（SM）和鞘糖脂在脂筏微域的局部富集，是启动出芽的关键。神经酰胺同样通过促进膜负向曲率参与出芽过程，并与ESCRT-III复合物协作完成膜颈收缩。凋亡小体是细胞程序性死亡过程中的产物。半胱天冬酶（caspase）信号触发质膜磷脂重排，导致PS外翻，这成为巨噬细胞等识别并清除凋亡细胞的“吃掉我”信号。
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  新型囊泡：迁移体与线粒体来源囊泡
  迁移体在细胞迁移时形成的收缩纤维末端产生，其形成核心依赖于磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PI(4,5)P₂）。线粒体来源囊泡（MDVs）则是一种线粒体质量控制的精密机制，其形成受心磷脂（CL）、胆固醇、磷脂酸（PA）和代谢物β-羟基丁酸（BHB）等脂质的调控，能选择性清除受损的线粒体组分。
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  脂质不仅是货物，更是货物分选的关键参与者
  EVs的不同亚型具有独特的脂质组学特征，这反映了其生物发生路径和功能差异。例如，外泌体富含胆固醇、鞘磷脂和神经酰胺，以维持膜刚性并支持脂筏依赖的信号传导。脂筏微域是招募蛋白质和核酸进入EVs的关键平台。例如，四跨膜蛋白CD63通过与胆固醇结合，促进胆固醇本身被分选进ILVs。脂质修饰，特别是蛋白质棕榈酰化（palmitoylation），通过将蛋白质锚定在脂筏上，是驱动EVs货物分选的重要机制，并显示出增强CRISPR/Cas9等治疗性货物装载和功能递送的潜力。

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  细胞外旅程：释放与摄取
  EVs的释放和摄取同样受到脂质的深刻影响。外泌体通过MVB与质膜融合释放，微囊泡通过质膜出芽释放，而迁移体的形成则依赖于胆固醇富集的四跨膜蛋白宏域。当EVs进入细胞外空间，它们通过多种途径被靶细胞摄取，包括膜融合、吞噬作用、网格蛋白/小窝蛋白介导的内吞以及巨胞饮作用。EVs的脂质组成（如富含PS和PE的微囊泡更容易与靶细胞膜融合）会影响其被摄取的偏好性和后续的细胞内命运。

细胞外囊泡在调控脂质代谢与脂质信号中的作用

EVs作为细胞间通讯的载体，通过运输生物活性脂质、脂代谢酶和脂相关信号分子（如靶向脂质通路的miRNAs），深刻影响着受体细胞的脂质动态平衡。这种调控的失常与多种重大人类疾病密切相关。

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  癌症进展中的脂质代谢重塑与EVs的调控角色
  异常脂质代谢是癌症的标志之一。肿瘤细胞通过上调脂肪酸合成酶（FASN）和甾醇调节元件结合蛋白（SREBPs）等，维持持续的从头脂质合成，以满足其增殖和侵袭的需求。EVs在肿瘤发展中扮演多重角色。它们可通过传递长链非编码RNA（如ROLLCSC）或脂代谢酶（如ACSL4），重编程受体细胞的脂质代谢，从而增强癌细胞的转移能力或诱导肝细胞衰老，创造促肿瘤微环境。肿瘤来源的EVs还能携带程序性死亡配体-1（PD-L1），通过ATM-CREB/STAT信号轴过度激活T细胞的脂代谢，导致脂滴积累和T细胞衰老。此外，EVs介导的脂质重分布也备受关注，例如，胶质母细胞瘤（GBM）细胞在缺氧条件下通过EVs将脂质转移给巨噬细胞，诱导其形成肿瘤相关泡沫细胞（TAFs），这种细胞与患者不良预后相关。

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  肥胖相关代谢疾病中的脂质失调与EVs驱动的器官间通讯
  肥胖及其相关代谢疾病（如T2DM、NAFLD）的核心机制是脂质代谢和脂质信号的失调。EVs，特别是脂肪组织来源的细胞外囊泡（ADEVs），在这一过程中充当了致病信号的载体。在脂质过载条件下，ADEVs的分泌增加，其脂质组学特征发生改变（如神经酰胺减少、磷脂酰甘油增加）。ADEVs可将甘油三酯（TGs）转运出脂肪细胞，作为一种替代脂解途径来缓解细胞脂毒性。肝脏也能通过肝源性EVs（LDEVs）远程调节脂肪组织的适应性重塑，以维持全身代谢稳态。然而，长期脂质过载会导致这种通讯转向病理性，例如，ADEVs促进巨噬细胞向促炎的M1表型极化，诱导血管和脂肪组织炎症，推动动脉粥样硬化等疾病进展。同样，骨骼肌来源的EVs（SkM-EVs）在肥胖和胰岛素抵抗状态下，也会在肌肉、脂肪和肝脏等器官间传递有害信号，形成恶性循环。

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  脂质与细胞外囊泡在心血管疾病中的双重作用
  脂质在维持心血管正常生理功能（结构组成、能量供应、信号转导）和驱动心血管疾病（如动脉粥样硬化、心肌梗死）中扮演双重角色。低密度脂蛋白（LDL）氧化形成的氧化型LDL（ox-LDL）被巨噬细胞吞噬形成泡沫细胞，是动脉粥样硬化斑块形成的核心事件。EVs在心血管系统中同样具有双重性。一方面，病理条件下异常分泌的EVs可通过传递多不饱和脂肪酸（PUFAs）、胆固醇和促炎介质等，促进内皮功能障碍、血管炎症和泡沫细胞形成，加速疾病进展。例如，动脉粥样硬化斑块来源的EVs能将miR-23a-3p递送至远端动脉的内皮细胞，诱导单核细胞粘附和巨噬细胞浸润，使动脉粥样硬化扩散至远端。另一方面，某些EVs（如间充质干细胞来源的EVs）也表现出心脏保护作用。有趣的是，即使在病理条件下，如肥胖脂肪细胞释放的含有线粒体颗粒的EVs，被心肌细胞内化后可能触发短暂的活性氧（ROS）爆发，激活抗氧化信号通路，反而建立一种类似预适应的保护机制。

细胞外囊泡脂质组学在诊断中的应用与挑战

EVs因其广泛存在于血液、尿液等体液中，且其脂质双层结构能保护内部货物，已成为极具前景的无创诊断生物标志物来源。疾病状态下，循环EVs的脂质组学会发生特征性改变。

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  作为癌症分期、分型及预后的生物标志物
  结直肠癌患者血浆EVs中的磷脂酰胆碱（PC）和磷脂酰乙醇胺（PE）增加。前列腺癌患者尿液EVs中的磷脂酰丝氨酸（PS）和乳糖神经酰胺升高。在乳腺癌中，早期（导管原位癌，DCIS）血浆EVs中特定的甘油三酯（TGs）和溶血磷脂酰胆碱（LPC）富集，而晚期（III期）PE和PS升高，转移期（IV期）SM增加而CER减少。特定脂质的比值，如胆固醇/SM比值、SM/CER比值，也显示出诊断价值，后者反映了中性鞘磷脂酶（n-SMase）的活性，并与癌细胞释放EVs的数量负相关。
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  作为阿尔茨海默病（AD）的诊断生物标志物
  脂质代谢紊乱是AD的核心病理机制之一。对AD患者死后额叶皮层组织EVs的脂质组学分析显示，甘油磷脂（GPs）减少，鞘脂（SLs）增加，脂质组成向低多不饱和脂肪酸（PUFAs）和高缩醛磷脂转变。更重要的是，EVs可以携带脑组织特异性脂质穿过血脑屏障进入外周循环。AD患者血浆EVs（特别是神经元来源的EVs，通过抗L1CAM抗体捕获）的脂质组学分析显示，磷脂酰乙醇胺（PE）和缩醛磷脂酰乙醇胺（PEp）等显著升高。这些动态变化的脂质代谢物为AD的早期诊断和疾病监测提供了优于静态结构蛋白生物标志物的优势。
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  挑战与展望
  尽管前景广阔，但EVs脂质组学的临床应用仍面临分离纯化技术（如脂蛋白污染）、分析灵敏度、EVs异质性以及大规模验证和成本等多重挑战。未来，开发EV特异性分离技术，并将空间脂质组学与单颗粒分析（如纳米流式检测）方法相结合，将是推动该领域发展的关键。

结论

本综述阐明了脂质代谢、脂质信号与EVs在整个生命周期中复杂而双向的相互作用。脂质不仅是EVs的结构成分，更是其生物发生、释放、靶向和功能执行过程中的主动调控者和效应物。EVs通过选择性包装和转移生物活性物质，重编程靶细胞的脂质代谢和信号通路，在代谢性疾病、心血管疾病和癌症等脂质失调相关疾病的发生发展中发挥核心作用。循环EVs脂质组在疾病状态下呈现的特征性改变，为无创诊断生物标志物的开发提供了极具希望的“液体活检”窗口。深入理解脂质与EVs的相互作用，对于阐明基础EV生物学以及开发新型的EV-based诊断和治疗策略至关重要。