外泌体在心脏修复中起着关键作用。外泌体通过内含的miRNA直接调控基因表达,将信息传递给靶细胞。尽管干细胞移植治理是一种很有前景的修复损伤心脏组织并使其再生的辅助手段,但由于缺血心脏中移植细胞的存活状况不佳,一般只能观察到心脏功能的轻度改善。近期的研究表明,干细胞释放的外泌体可以作为心脏修复潜在的无细胞治理剂。干细胞分泌的外泌体相比干细胞有如下优点:(1)旁分泌效应,外泌体作为干细胞旁分泌作用的一种媒介;(2)组合起效,外泌体可与现有的组合物或方法进行组合;(3)个性化,外泌体可改造特定活性成分;(4)靶向特异性,外泌体被工程化改造后,具有靶向特定细胞类型或组织的功能;(5)安全性高,外泌体治理属于无细胞疗法。外泌体内容物的进入或外泌体信号的诱导可能涉及配体受体诱导的细胞内信号或融合。外泌体标志物蛋白
一类外泌体中常见的细胞质蛋白是Rabs蛋白,是鸟苷酸三磷酸酶(GTPases,)家族的一种。它可以调节外泌体膜与受体细胞的融合,有文献报道称RAB4,RAB5和RAB11主要出现于早期以及回收的核内体中,RAB7和RAB9主要出现于晚期的核内体。现有大量的研究发现外泌体中含有40种RAB蛋白。除了RAB蛋白,外泌体中富含具有外泌体膜交换以及融合作用的膜联蛋白(包括膜联蛋白1、2、4、5、6、7、11等)。外泌体膜上富含参与外泌体运输的四跨膜蛋白家族、热休克蛋白家族。其它一些外泌体中的蛋白包括多种的代谢类的酶、核糖体蛋白(RPS3)、信号转导因子(黑色素瘤分化相关因子,ARF1,CDC42,人类红细胞膜整合蛋白,SLC9A3R1)、粘附因子、细胞骨架蛋白以及泛素等。cm-dil荧光标记外泌体外泌体具有检测包括病症在内的许多病理状况的潜力,可用于对心血管疾病和病症等多种疾病的诊断和监测。
当外泌体在第1次被发现的时候,外泌体被认为是细胞排泄废物的一种方式,如今随着大量对其生物来源、其物质构成及运输、细胞间信号的传导以及在体液中的分布的研究发现外泌体具有多种多样的功能。外泌体的功能取决于其所来源的细胞类型,其可参与到机体免疫应答、抗原提呈、细胞迁移、细胞分化、瘤侵袭等方方面面。有研究表明瘤来源的外泌体参与到瘤细胞与基底细胞的遗传信息的交换,从而导致大量新生血管的生成,促进了瘤的生长与侵袭。
在血液和大多数体液(如尿液、脑脊液、唾液、胸腹腔积液、羊水和乳汁等)中均可检测到外泌体。血液外泌体的检测通常采用EDTA抗凝血分离的血浆,miRNA等一些微小RNA则采用血清样本。泌尿系统中存在大量的RNA水解酶可降解尿液中的裸miRNAs,但外泌体外膜则可帮助RNA免于被降解,因此研究尿液外泌体miRNAs更具有应用价值。相较于血清中相关miRNA的水平,脑脊液外泌体中的miR-21可作为胶质瘤诊断和预后的指标,特别对预测中流复发或转移具有价值。唾液样本在安静状态下主要来源于舌下腺和颌下腺,刺激状态下则主要来源于腮腺。外泌体膜蛋白可以被蛋白酶剪切,剪切的碎片可以作为配体与细胞膜上的受体结合,从而活跃细胞内的信号通路。
与干细胞不同的是:干细胞外泌体对受损的微环境不响应,但它可以通过改变细胞外基质,改变受体细胞的转录组和蛋白质组,来调节细胞凋亡,生长,增殖和分化途径。因此,干细胞外泌体具有减少细胞凋亡、减轻炎症反应、促进血管生成、抑制纤维化、提高组织修复潜力等重要生物学功能,在调控组织再生方面存在良好的临床应用前景。干细胞外泌体的优点,体积小:纳米级粒子,大小约为细胞的1/200,因此能很好地被人体所利用。免疫反应程度低:外泌体不是细胞,只作为载具,外膜的表层上呈现较少的抗原,免疫系统难识别,对人体影响小。可穿透血脑障壁:体积小加上脂质外膜的特性,使其可以通过血脑障壁,抵达脑部组织。尚未完全发现调节外泌体细胞结合的途径。湖北唾液外泌体
外泌体被包裹在坚硬的双层膜中,双层膜保护外泌体的内容物,使外泌体能够在组织中长距离移动。外泌体标志物蛋白
外泌体调控毛发根部的囊干细胞的机能,延长毛发根部的囊生长期,同时活化处于静止期的毛发根部的囊,使其提前进入新的生长周期,实现了毛发的再次生长。骨衰老小鼠注射外泌体试验证明:年轻血液中的外泌体同样使衰老的组织重新焕发生机。来源于脂肪组织中的干细胞分泌一些信号分子和生长因子,可以促使控制毛发根部的囊生长周期的毛发根部的囊干细胞进行分化,向上迁移生成表皮细胞和皮脂腺,向下迁移生成毛母细胞。毛发根部的囊的生长周期决定毛发的生长周期,而毛发根部的囊干细胞的机能决定了毛发根部的囊的活跃程度,外泌体靶向调控毛发根部的囊干细胞的功能。外泌体标志物蛋白
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