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综述:细胞外囊泡生物发生的分子机制及其对定制化EV设计的影响
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月10日 来源:Advanced Healthcare Materials 9.6
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这篇综述深入探讨了细胞外囊泡(EVs)的生物发生机制及其在疾病治疗和诊断中的应用潜力,重点解析了外泌体(exosomes)、微囊泡(microvesicles)和凋亡小体(ApoBDs)的形成途径、货物装载机制及功能异质性,为EVs工程化设计和临床转化提供了分子层面的理论框架。
细胞外囊泡(EVs)是纳米级脂质包裹的颗粒,通过外泌体、微囊泡和凋亡小体三种亚型介导细胞间通讯,参与免疫调节、组织修复等生理过程。其生物发生机制差异显著:外泌体源自多泡内体(MVEs)的内向出芽,依赖ESCRT复合体或脂质介导的独立途径;微囊泡通过质膜直接出芽形成,受RhoA-ROCK信号和肌动球蛋白收缩调控;凋亡小体则伴随程序性细胞死亡产生,携带细胞碎片和细胞器残余。
凋亡小体(ApoBDs)在30-90分钟内通过膜起泡释放,其形成依赖离子通道介导的凋亡体积减少(AVD)和actomyosin收缩。这类囊泡传递miR-328-3p等因子促进骨再生,但异质性导致其在自身免疫病治疗中效果不一。
微囊泡包括促癌的oncosomes和迁移体(migrasomes),前者通过ARF6和DRF3驱动肿瘤转移,后者依赖四跨膜蛋白(tetraspanin 4)调控胚胎发育。脂筏(lipid rafts)介导的选择性装载使微囊泡携带整合素和miR-155,重编程肿瘤微环境。
外泌体生物发生涉及ESCRT依赖性和非依赖性通路:ESCRT-0识别泛素化蛋白,ESCRT-III完成膜剪接;而e-LLoC机制通过LAMP2A-HSC70复合体靶向含ExoSignal的蛋白。RNA装载则依赖hnRNPs识别GGAG等EXO-motif,或nSMase2生成的神经酰胺微域。
EVs的双重角色(天然生物标志物和药物载体)为个体化医疗提供可能。例如,癌症中外泌体ESCRT-III上调促进EGFR分泌,而正常细胞偏好脂质依赖途径。通过修饰跨膜蛋白或ExoSignal序列,可实现货物装载效率提升4-10倍,为靶向治疗开辟新途径。
从神经退行性疾病的病理蛋白传播到肿瘤的免疫逃逸,EVs的分子机制研究将持续推动精准医学的发展。
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