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这篇综述聚焦急性心肌梗死（AMI）与外泌体。详细阐述外泌体形成过程、在 AMI 中的作用，分析其携带的脂质、蛋白质、核酸等生物活性物质功能。探讨外泌体作为诊断标志物、治疗手段、药物载体的潜力，同时指出研究面临的挑战，极具科研参考价值。
1. 引言
急性心肌梗死（AMI）是由于冠状动脉急性或持续性缺血缺氧，导致心肌细胞和组织死亡的病症。其病因多样，包括冠状动脉粥样硬化、血管狭窄和血栓形成等，可引发心力衰竭，严重时甚至导致心脏破裂、心源性猝死。中国 AMI 发病率虽有所下降，但死亡率仍高，每年约有 100 万例突发心肌梗死，病死率超 30%；美国每年约 150 万人患病，每 40 秒就有人发病。因此，对 AMI 机制的研究在临床医学和法医学中意义重大。
目前，AMI 临床诊断主要依据症状、心电图（ECG）、影像学检查和生物标志物。然而，这些方法存在局限性。症状缺乏特异性，易与其他疾病混淆；早期心电图可能正常或不典型；影像学检查操作有难度，且不适用于所有患者；生物标志物如心肌肌钙蛋白（cTn）、肌酸激酶同工酶（CK - MB）、肌红蛋白、B 型利钠肽（BNP）和 N 末端 B 型利钠肽原（NT - proBNP）等，虽有一定诊断价值，但受多种因素影响，特异性不足。
外泌体是由真核细胞释放的直径 30 - 150nm 的脂质双分子层小囊泡，含有核酸、脂质和蛋白质。它可通过体液循环被邻近或远处细胞摄取，在细胞间传递物质。外泌体已在癌症和慢性疾病治疗中有所应用，近年来在心血管疾病研究中备受关注，有望成为 AMI 的新型生物标志物和治疗靶点。
2. 外泌体
2.1 外泌体形成
外泌体是细胞外小囊泡（sEVs）的一种。细胞外囊泡还包括 50 - 1000nm 的微囊泡和 30 - 150nm 的小外切体，后两者由质膜向外出芽产生，而外泌体的形成过程与之相反。首先，质膜内陷形成早期内体，部分早期内体被回收或降解，其余成熟为晚期内体。晚期内体进一步回收部分细胞内物质并与膜结合内陷，形成含有多个腔内囊泡（ILVs）的多囊泡体（MVBs）。MVBs 可与其他细胞器动态交流，调节自身形成和 ILVs 的分子组成。最终，成熟的 MVBs 部分与溶酶体融合被降解，部分与质膜融合，释放出 ILVs，即外泌体。外泌体形成初期，细胞膜内陷使其携带与亲代细胞表面相似的蛋白质，如 CD63、CD81、CD9、TSG101、Alix 和 Annexins 等，这些蛋白可作为外泌体的标记物，用于分子生物学检测。
2.2 外泌体在 AMI 中的作用
人体多种细胞，如间充质干细胞（MSCs）、内皮细胞、免疫细胞、肿瘤细胞等都能分泌外泌体。AMI 发生时，心肌细胞、心肌内皮祖细胞、血管平滑肌细胞和心肌成纤维细胞等也会释放外泌体，缺血心肌、脾脏和肾脏组织可能是主要来源。
外泌体在 AMI 病理生理过程中发挥关键作用。其膜结构可保护内部物质不被轻易降解，使其能在体内持续存在。外泌体与心脏相关细胞相互作用的方式主要有三种：内吞作用、与细胞膜直接融合、外泌体膜表面蛋白与靶细胞表面蛋白受体相互作用。外泌体释放的各种活性物质，可调节心脏的不同功能。但外泌体的作用具有多样性，取决于其携带的具体物质，且外泌体在来源、大小、形态和内容物等方面的异质性，也导致其对受体细胞的影响各不相同。此外，外泌体的稳定性、靶向性、低免疫原性和高生物相容性，使其在免疫反应、抗原呈递和细胞内信号传导等病理过程中发挥重要作用。
3. 急性心肌梗死病理过程中外泌体主要生物活性物质的功能
外泌体含有丰富的生物活性物质，包括脂质、蛋白质、核酸等。这些物质在 AMI 的发生、发展和预后中发挥着重要作用。
3.1 脂质
外泌体中的脂质虽含量相对较低，但功能重要。其富含鞘磷脂、鞘脂、胆固醇和磷脂酰丝氨酸等，在释放过程中可与细胞膜融合，参与细胞膜形成，与来源细胞密切相关。
在动脉粥样硬化方面，AMI 患者血清外泌体中 miR - 186 - 5p 下调，会负向调节胆固醇凝集素样氧化低密度脂蛋白受体 1（LOX - 1）代谢，使 LOX - 1 表达增加，促进巨噬细胞摄取脂质，形成泡沫细胞，加速动脉粥样硬化进程。心肌梗死后，树突状细胞释放的外泌体通过 mTOR - SREBP 途径上调固醇调节元件结合蛋白（SREBPs）表达，导致肝脏胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平升高，引发高胆固醇血症和血脂异常，加重动脉粥样硬化，进而加剧心脏病发作的严重程度。
3.2 蛋白质
外泌体富含多种蛋白质，如跨膜或糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚定蛋白（CD63、CD81、CD9 等）和胞质或周质蛋白（TSG101、HSP70 等），这些蛋白质参与细胞增殖、凋亡、血管生成、信号转导和能量代谢等过程。
对 AMI 患者外周血血浆外泌体的蛋白质组学研究发现，有 72 种差异表达蛋白（倍数变化 > 1.3，p 值 <0.05），其中 27 种下调，45 种上调。部分上调蛋白促进 AMI 病理过程，如纤溶酶原（PLG）参与促进吞噬和基质蛋白降解，补体成分 8b（C8B）介导细胞裂解和炎症，凝血因子 II（F2）诱导炎症和增加血液黏附，它们共同激活 “补体和凝血级联反应” 。PLG、C8B 和 F2 有望用于 AMI 的早期诊断。
此外，AMI 时外泌体可将细胞毒性蛋白（TRAIL）运输到心脏，TRAIL 与死亡受体 5（DR5）高亲和力结合，增加 caspase3/7 表达，激活凋亡坏死途径。同时，AMI 诱导的炎症会促使白细胞激活和聚集，导致心肌细胞死亡和功能障碍。相反，MSCs 分泌的外泌体含有表皮生长因子 VIII（MFGE8），在 AMI 时可与凋亡细胞表面的磷脂酰丝氨酸结合，促进吞噬细胞通过整合素 ανβ3 或 ανβ5 识别并吞噬凋亡细胞，减少炎症反应，改善心脏功能。
3.3 核酸
外泌体中核酸主要为 RNA，还可能含有少量 DNA，但 DNA 的存在仍存在争议。RNA 包括信使 RNA（mRNA）、转运 RNA（tRNA）和多种非编码 RNA（ncRNAs），如微小 RNA（miRNA）、Piwi 相互作用 RNA（piRNA）、环状 RNA（circRNA）和长链非编码 RNA（lncRNA）等，其中 miRNA 在 AMI 研究中备受关注。
在 AMI 过程中，血浆外泌体分泌显著增加，其携带的 ncRNAs 发生变化，参与调节 AMI 相关损伤的形成、发展和修复过程，在炎症、动脉粥样硬化、纤维化、血管生成和内皮功能等方面发挥重要作用，有望成为诊断生物标志物和治疗靶点。
3.3.1 DNA
外泌体中是否存在 DNA 尚无定论。有研究用 DNase I 预处理后未检测到双链 DNA（dsDNA），认为外泌体不含 DNA；但也有研究发现，早期内体形成过程中产生的微核（MN）被 MVBs 包裹后可释放基因组 DNA（gDNA），表明外泌体可能含有 DNA。外泌体内容物的异质性使其 DNA 存在情况复杂，需进一步研究确认。
3.3.2 RNA
外泌体中的 RNA 在 AMI 病理过程中发挥着重要作用，不同类型的 RNA 通过不同机制影响疾病进程。
- 外泌体 miRNA 在动脉粥样硬化中的作用：冠状动脉粥样硬化是 AMI 的主要病因之一。外泌体携带的 miRNAs 是动脉粥样硬化的有效调节因子。在动脉粥样硬化早期，巨噬细胞分泌的外泌体 miR - 146a 通过靶向超氧化物歧化酶 2（SOD2），促进氧自由基和中性粒细胞胞外陷阱（NETs）产生，导致氧化应激，推动动脉粥样硬化发展。巨噬细胞来源的外泌体 miR - 21 - 3p 被血管平滑肌细胞摄取后，可降低 10 号染色体上磷酸酶和张力蛋白同源物（PTEN）基因表达，促进血管平滑肌细胞增殖和迁移，加速动脉粥样硬化进程。血液中外泌体 miR - 23a - 3p 在动脉粥样硬化时表达增加，它靶向双特异性磷酸酶 5（Dusp5）mRNA，激活丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）途径，加重内皮细胞炎症。miR - 155 可刺激外泌体中单核细胞活化，促进巨噬细胞向促炎 M1 型极化，加剧炎症反应。氧化低密度脂蛋白（Ox - LDL）处理的人髓系白血病单核细胞（THP - 1）细胞分泌的外泌体携带 miR - 106a - 3p，可促进内皮细胞和血管平滑肌细胞增殖，抑制其凋亡，推动动脉粥样硬化发展。
同时，也有外泌体 miRNAs 对动脉粥样硬化起保护作用。例如，人脐静脉内皮细胞来源的外泌体在 Krüppel 样因子 2（KLF2）诱导下高表达 miR - 143/145，可降低促炎因子 mRNA 表达，增加抗炎细胞因子 mRNA 表达，减少 ApoE (-/-) 小鼠动脉粥样硬化病变发展。凝血酶激活的血小板释放的外泌体 miR - 223 可诱导内皮细胞表达肿瘤坏死因子 - α（TNF - α）刺激的细胞间黏附分子 - 1（ICAM - 1），抑制炎症反应。血浆外泌体 miR - 30e 和 miR - 92a 可靶向抑制 ATP 结合盒转运体 A1（ABCA1）表达，与血浆胆固醇水平和 ABCA1 水平呈负相关，有望成为动脉粥样硬化诊断和治疗的新生物标志物。血浆外泌体 miR - 342 - 5p 可下调 Cleaved - Caspase 3、Cleaved - Caspase 9 和磷酸化 Jnk2 表达，减轻内皮细胞损伤，减缓动脉粥样硬化进程。
- 外泌体 miRNA 在心肌纤维化中的作用：AMI 时，冠状动脉粥样硬化狭窄导致心肌缺血缺氧，引发成纤维细胞异常积累和细胞外基质过度沉积，导致心肌纤维化、心肌细胞肥大，最终发展为心力衰竭。外泌体在心肌纤维化过程中起重要作用，通过运输 miRNAs 介导细胞间信息交流。心肌梗死时，成纤维细胞来源的外泌体 miR - 27a、miR - 28a 和 miR - 34a 等表达升高，抑制核因子红细胞 2 相关因子 2（Nrf2）翻译，减少抗氧化酶表达，引发氧化应激，导致心肌肥大。成纤维细胞来源的外泌体 miR - 21 靶向 Sorbin 和 SH3 结构域包含蛋白 2（SORBS2）和 PDZ 和 LIM 结构域 5（PDLIM5），促进细胞肥大和心脏肥大。心肌细胞来源的外泌体 miR - 208a 作用于双特异性酪氨酸磷酸化调节激酶 2（Dyrk2），直接磷酸化活化 T 细胞核因子（NFAT）调节域，抑制活化 T 细胞去磷酸化，引发纤维化。心肌细胞分泌的外泌体 miR - 92a 增加，可促进 α - 平滑肌肌动蛋白表达，激活成纤维细胞，导致心肌纤维化。
- 外泌体 miRNA 在血管生成中的作用：血管生成有助于缓解 AMI 导致的心脏功能障碍和心肌损伤。骨髓间充质干细胞分泌的外泌体可增强骨形态发生蛋白 2（BMP2）表达，促进血管生成，改善心肌细胞收缩力，防止心肌细胞死亡，减小梗死面积。AMI 患者血清外泌体中的 miR - 126 - 3p 通过 TSC1/mTORC1/HIF - 1α 信号通路促进血管生成。心肌缺血患者心肌梗死时，冠状动脉血清中心肌细胞来源的外泌体 miR - 939 - 5p 下调，通过 miR - 939 - 5p - iNOS - NO 途径，抑制诱导型一氧化氮合酶（iNOS）表达，减少内皮细胞一氧化氮（NO）生成，促进快速血管生成和血流恢复。血清外泌体来源的 miR - 143 通过 IGFIR/NO 途径促进心肌血管生成。心脏祖细胞（CPCs）分泌的外泌体中，miR - 210 含量较高，被心肌细胞摄取后，可下调 Ephrin A3 和 PTP1b 表达，抑制心肌细胞凋亡。
- 外泌体中除 miRNA 外的 RNAs 在 AMI 中的作用：除 miRNA 外，还有多种 ncRNAs 参与 AMI 病理过程。M2 巨噬细胞分泌的外泌体 CircUbe3a 直接靶向 miR - 138 - 5p/RhoC 轴，促进心脏成纤维细胞增殖、迁移和表型转化，加重 AMI 后的心肌纤维化。细胞外囊泡来源的 circRNA ITGB1 与 miR - 342 - 3p 竞争结合，抑制 miR - 342 - 3p 表达，使 NFAT 激活分子 1（NFAM1）表达增加，通过 miR - 342 - 3p/NFAM1 途径影响树突状细胞成熟和心脏炎症。lncRNAs 在多种心血管疾病包括 AMI 中起重要作用。例如，低密度脂蛋白诱导人脐静脉内皮细胞分泌的一种 lncRNA 可促进炎症，加重动脉粥样硬化；lncRNA HCG 15 通过 NF - κB/p65 和 p38 途径抑制 AMI 时的心肌缺血损伤；研究发现 AMI 患者 lncRNA XIST、JAK2 和 CDC42 表达显著增加，lncRNA XIST 可能通过调节 JAK2 和 CDC42 表达在 AMI 过程中起关键作用，有望成为诊断标志物；AMI 发作 24 小时后 lncRNA Morrbid 表达增加，作用于靶基因 serpine1，减少心肌细胞凋亡和坏死，保护心脏；lncRNA H19/miR - 675 参与调节促血管生成因子，介导阿托伐他汀处理的 MSCs 外泌体分泌途径，促进血管生成，增强内皮细胞存活；AMI 后 lncRNA DANCR 表达下降，过表达 DANCR 可通过阻断 p - RXRA 介导的 TRAF2/NIK/IKK/NF - κB 途径抑制心肌细胞凋亡；过表达 lncRNA Chaer 可通过 AMPK/mTOR 级联反应防止心肌细胞死亡，保护 AMI 后的心脏。
外泌体中存在大量 mRNA，在 AMI 病理过程中起重要作用。临床诊断 AMI 时，常检测 cTn 和 CK - MB 等相关 mRNA，AMI 发生时其水平显著升高，有望成为早期诊断的生物标志物。研究发现外泌体中的长链 RNA 主要是 mRNA，其中 ALPL 和 CXCR2 可能是 AMI 中中性粒细胞介导的急性炎症反应的潜在生物标志物。急性 ST 段抬高型心肌梗死（STEMI）患者血清外泌体中 MMP - 9 表达呈上升趋势，且与 miR - 204 表达下调相关，提示外泌体中的 NEAT1、miR - 204 和 MMP - 9 有望成为急性 STEMI 诊断的有效生物标志物。AMI 发生时，外泌体中的生长分化因子 15（GDF15 - Evs）可通过上调 TERT 表达，激活 AMPK 信号通路，保护心肌，减少损伤。研究还发现 AMI 小鼠血清外泌体中 miR - 190a - 3p 表达下调，CXCR4/CXCL12 表达上调，通过 miR - 190a - 3p/CXCR4/CXCL12 途径减轻心肌损伤。抗凋亡基因如 Bcl - 2 等的 mRNA 表达上调，可抑制心肌细胞凋亡，减小梗死面积。研究人员还发现 Tradd 和 Ephb6 可能是心肌梗死时促进细胞运动的特异性基因。
4. 结论与展望
AMI 作为心血管疾病的重要死因，一直是法医学病理研究的重点。近年来，随着分子生物学技术发展，外泌体及其携带物质在疾病诊断和治疗中的潜力逐渐显现，在 AMI 研究中，外泌体在早期诊断、治疗预后及法医学研究领域展现出独特应用前景。
4.1 外泌体携带物质作为 AMI 诊断的潜在生物标志物
外泌体中的 miRNAs、lncRNAs 等物质有望成为 AMI 诊断的潜在生物标志物。AMI 发生时，外泌体中某些 RNAs 表达水平变化显著，检测血液等样本中外泌体这些成分的变化，可辅助 AMI 早期诊断。例如，研究发现 AMI 患者血液和血浆外泌体中 miR - 122 - 5p 表达水平与健康人存在显著差异，为 AMI 早期诊断提供重要依据。同时，lncRNA 在 AMI 中的调节作用及其与疾病严重程度和预后的相关性也受到关注。
4.2 外泌体在 AMI 治疗中的治疗潜力
外泌体在 AMI 治疗中具有巨大潜力，可促进心肌修复、抗炎、抗凋亡和血管生成
