综述:不同来源外泌体对胰腺β细胞的调控

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Diabetes Research and Clinical Practice 6.1

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  这篇综述系统阐述了外泌体(exosomes)作为细胞间通讯的关键介质,通过携带miRNA、蛋白质等生物活性分子调控胰腺β细胞功能(GSIS)、增殖与凋亡的机制,涉及肝脏-胰岛轴(miR-126a-3p/IRS2)、脂肪组织(miR-155/MafB)等多器官互作,为糖尿病(T1DM/T2DM)的诊疗提供了新靶点。

  

外泌体:代谢器官与胰腺β细胞的隐秘对话

1. 肝脏来源的外泌体

肝脏作为代谢中枢,其分泌的外泌体通过miRNA调控β细胞命运。非酒精性脂肪肝(NAFLD)患者肝脏外泌体中miR-375、miR-9和miR-143水平升高,可增强胰岛素分泌;而肥胖小鼠肝脏外泌体富集的miR-7218-5p通过靶向CD74基因促进MIN6细胞增殖。相反,脂肪变性肝细胞释放的miR-126a-3p通过抑制IRS2加速β细胞凋亡,敲除该miRNA可改善糖尿病表型。值得注意的是,HepG2细胞外泌体还能上调Pdx1、NeuroD1等β细胞标志物表达,但具体作用分子仍待解析。

2. 肠道来源的外泌体

肠道菌群通过外泌体介导"肠-胰岛轴"对话。肥胖状态下,肠道屏障通透性增加使菌群DNA通过外泌体激活β细胞内cGAS/STING通路,引发炎症并损害胰岛素分泌。而肠内分泌细胞STC-1分泌的外泌体携带ACE2,通过抑制NLRP3炎症小体激活,保护β细胞免受脂毒性损伤。

3. 骨骼肌来源的外泌体

运动诱导的骨骼肌外泌体含miR-133a和miR-206,可增强β细胞功能;而高脂饮食小鼠的肌肉外泌体通过miR-16/Ptch1轴促进β细胞增殖。这种"肌肉-胰岛"双向调节揭示了运动改善糖代谢的新机制。

4. 脂肪组织来源的外泌体

白色脂肪(WAT)外泌体在健康状态下通过Akt磷酸化上调Pdx1维持β细胞功能,但炎症刺激后富含的miR-155-5p会抑制GSIS。棕色脂肪(BAT)外泌体则通过miR-132-3p/Srebf1改善糖耐量。肥胖脂肪组织中M1巨噬细胞分泌的外泌体含miR-155,通过抑制MafB损害胰岛素分泌,却 paradoxically 促进β细胞增殖。

5. 胰腺内源性外泌体网络

β细胞自身外泌体在应激状态下呈现双面性:细胞因子刺激后释放的miR-546/miR-710促进凋亡,而正常状态下分泌的外泌体可维持胰岛血管化(CD31+)。胰腺星状细胞(PSCs)外泌体中的miR-23a-3p和miR-140-3p通过靶向BCL2加剧β细胞死亡,而腺泡细胞外泌体miR-130a-3p则通过PPAR-γ激活PSCs促纤维化。

6. 间充质干细胞外泌体的治疗潜力

骨髓MSC外泌体通过TGF-β/Smad通路促进β细胞再生;脐带MSC外泌体携带miR-21抑制p38 MAPK通路减轻ERS;月经血MSC外泌体则通过Pdx1依赖机制重建胰岛结构。这些发现为干细胞治疗糖尿病提供了无细胞新策略。

7. 疾病相关外泌体的破坏作用

妊娠糖尿病(GDM)胎盘外泌体miR-320b损害β细胞功能,胰腺癌(PaC)外泌体miR-19a通过抑制Adcy1/Epac2破坏GSIS。牛奶外泌体中的miR-148a则通过持续激活mTORC1导致β细胞去分化,这或许解释了乳制品摄入与T2DM的流行病学关联。

外泌体介导的器官间对话如同精密代谢交响乐,其携带的miRNA分子犹如指挥棒,协调着β细胞的生存与功能。从miR-155的促炎"强音"到miR-21的保护性"和声",这些纳米级信使正在改写我们对糖尿病发病机制的认知,并为开发基于外泌体的"无细胞治疗"铺平道路。

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