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【编辑推荐】为探究端粒缩短（TLS）对细胞外囊泡（EVs）的影响，研究人员对人衰老队列和端粒酶逆转录酶敲除（Tert?/?）小鼠的 EV 丰度、 cargo 等展开研究。发现 TLS 改变 EV 浓度、大小及 cargo，且 EV 具神经毒性和促炎作用，为相关疾病提供新方向。
在衰老的众多特征中，端粒缩短宛如一把神秘的钥匙，虽被认为与多种疾病紧密相连，但其对细胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs）这一重要细胞间通讯媒介的影响却长期笼罩在迷雾之中。EVs 作为携带核酸、蛋白质和脂质等 cargo 的膜性颗粒，在细胞间信息传递中扮演着关键角色，其在衰老过程中的变化及与端粒缩短的关联亟待揭示。为了拨开这层迷雾，美国国立衰老研究所（National Institute on Aging, NIH）的研究人员开展了一项具有重要意义的研究，相关成果发表在《iScience》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，从人衰老队列（涵盖 30-64 岁个体，包含纵向血浆样本）和端粒酶逆转录酶敲除（Tert?/?）小鼠模型（该模型因缺乏端粒酶而逐代发生端粒缩短，可模拟衰老特征、年龄相关疾病及端粒生物学障碍）入手。运用纳米颗粒追踪分析（NTA）、透射电子显微镜（TEM）、免疫印迹、定量 PCR（qPCR）、蛋白质组分析等技术，对血浆和多种组织来源的 EVs 进行了全面的表征和功能研究。
小鼠血浆和组织来源 EVs 的分离与表征
研究人员从野生型（WT）小鼠的血浆及脑、心、肝、肌肉、脾和小肠等六种具有不同增殖能力的组织中分离 EVs。通过 NTA 和 TEM 分析发现，EVs 大小分布在 50-500 nm 之间，具有典型的囊泡形态。免疫印迹验证了 EVs 标志物（如 Flotillin、TSG101、CD63 和 CD81）的存在，且不同组织来源的 EVs 在大小和标志物丰度上存在差异，表明 EVs 在体内存在显著的组织异质性。
端粒缩短改变小鼠血浆和组织 EVs 的丰度
与 WT 和 G1 Tert?/?小鼠相比，G3 Tert?/?小鼠（端粒显著缩短）的血浆 EV 浓度显著降低，而脾和小肠等增殖活跃组织的 EV 水平升高，肝 EV 水平降低。这提示端粒缩短对 EV 丰度的影响具有组织特异性，可能与不同组织的增殖能力和应对端粒损伤的补偿机制有关。
端粒缩短改变 G3 Tert?/?小鼠 EVs 中的端粒 DNA cargo
WT 小鼠中，脾和小肠 EVs 的端粒 DNA cargo 水平较高，而 G3 Tert?/?小鼠多数组织 EVs 的端粒 DNA cargo 减少，脾 EVs 的减少最为显著。在人类衰老队列中，血浆 EV 端粒 DNA 水平与年龄呈负相关。进一步研究发现，端粒 DNA cargo 的形成与复制应激和端粒损伤有关，细胞增殖能力下降可能导致端粒复制应激减少，从而使 EVs 中端粒 DNA cargo 减少。
端粒缩短改变血浆和组织 EVs 的蛋白质 cargo
蛋白质组分析显示，G3 Tert?/?小鼠血浆 EVs 中有 53 种蛋白质表达显著改变，其中 SAMP、HPT、SAA1 和 PCSK9 等与炎症和脂质代谢相关的蛋白质上调。肝 EVs 与血浆 EVs 的蛋白质重叠较多，提示肝可能是血浆 EVs 的主要来源。这些蛋白质变化为端粒缩短相关疾病的生物标志物开发提供了潜在靶点。
G3 Tert?/?小鼠来源的 EVs 对受体细胞的影响
功能研究表明，G3 Tert?/?小鼠血浆 EVs 可诱导骨髓来源巨噬细胞（BMDMs）产生促炎反应，如 IL-6 mRNA 水平升高，同时对原代培养的神经元具有神经毒性，导致神经元活力下降。这表明 EVs 在端粒缩短介导的炎症反应和神经退行性变中发挥重要作用。
综上所述，该研究揭示了端粒缩短与 EV 生物学之间的复杂相互作用。端粒磨损会改变 EV 的丰度、大小及 cargo（包括端粒 DNA 和蛋白质），这些改变的 EVs 通过介导细胞间通讯对受体细胞产生不利影响，如诱导炎症和神经毒性。研究结果不仅加深了我们对衰老和端粒相关疾病机制的理解，还为将 EVs 作为生物标志物和治疗靶点提供了理论依据，为衰老及相关疾病的诊断和治疗开辟了新的方向。
