外泌体研究PPT

外泌体及其在心血管疾病发生发展中的作用研究进展外泌体是一种直径约30-100nm的小囊泡，由生产细胞释放至胞外，携带有细胞内包括蛋白质、核酸和脂质在内的多种生物分子。

外泌体最初被认为只是一种废物排泄的手段，但近年来的研究表明外泌体在细胞间通讯、炎症调节、免疫应答等生理过程中发挥着非常重要的作用。

尤其是在心血管疾病中，外泌体因其携带多种具有生物学活性的分子而备受关注。

研究发现，外泌体可以来源于多种心血管相关细胞，如心肌细胞、内皮细胞、平滑肌细胞等。

这些细胞释放的外泌体不仅在正常生理条件下发挥着维持心血管系统稳态的作用，而且在疾病状态下也参与了多种病理过程。

一些研究发现心肌梗死后，心肌细胞会释放大量外泌体，这些外泌体中含有丰富的细胞因子和miRNA，可以通过作用于靶细胞来调节炎症反应、心肌重塑等过程。

内皮细胞和平滑肌细胞释放的外泌体也参与了动脉粥样硬化等心血管疾病的发生和发展过程。

在动脉粥样硬化中，外泌体被认为在胆固醇代谢、炎症调节、细胞增殖和迁移等方面发挥了重要的作用。

研究表明，来自脂质细胞和炎症活化的外泌体含有大量的生物活性脂质和蛋白质，能够促进脂质在血管壁的渗透和沉积，加速斑块形成。

一些研究还发现，外泌体中的miRNA可以调节血管平滑肌细胞的增殖和迁移，参与斑块形成和血管狭窄的过程。

外泌体在动脉粥样硬化的发生和发展中扮演了重要的角色。

在高血压、心肌肥大、心力衰竭等心血管疾病中，外泌体也被证实参与了各种病理生理过程。

一些研究表明，高血压患者的血浆中外泌体的数量和含量明显增加，而且这些外泌体中的miRNA可以影响血管紧张素转换酶的表达，进而影响血管紧张素的代谢和血压的调节。

心肌肥大和心力衰竭患者的外泌体中也富集了大量的心肌功能调节因子，如肾素、肾素抑制素、b-型钠尿钠肽等，这些因子对心肌收缩力、松弛力和心脏代谢都有重要的影响。

外泌体及其在心血管疾病发生发展中的作用研究进展外泌体起源于内质网，并通过高度规则的通路进行生物合成。

其主要成分包括脂质双层、膜蛋白、核酸（如miRNA、mRNA等）以及其他生物活性物质。

外泌体能够通过与受体细胞结合或与细胞表面蛋白相互作用，实现信息传递。

外泌体内富含的miRNA具有特异性表达和调控功能，能够通过靶向基因调控、信号转导等方式影响受体细胞的生理过程，并参与多种疾病的发生和发展。

外泌体在心血管疾病发生发展中的作用主要表现在三个方面：血管内皮损伤、炎症反应和血小板激活。

外泌体参与了血管内皮损伤过程。

血管内皮细胞是血管壁的重要组成部分，其功能异常与多种心血管疾病的发生相关。

研究发现，外泌体在心肌梗死、动脉粥样硬化等疾病中被大量释放，并携带有大量含有miRNA的囊泡。

这些miRNA能够通过靶向调控基因表达，影响血管内皮细胞的功能和血管壁的稳定性，进而促进病理性内皮细胞增生、血管纤维化和血管壁脆弱性增加。

外泌体与炎症反应密切相关。

炎症反应是心血管疾病发生和发展的重要环节，而外泌体释放的细胞因子和miRNA能够调节炎症反应的程度和方向。

某些外泌体中包含了抗炎因子，如MIL-10、TGF-β等，能够通过靶向调控炎症因子的表达，抑制炎症反应、减轻组织损伤、缓解心血管疾病病情。

某些外泌体释放的miRNA能够促进炎症反应的发生，如miRNA-146a、miRNA-155等，它们能够通过靶向调控炎症因子的表达，增强炎症反应的程度，进而导致血管内膜炎、血栓形成、血管壁增厚等病理变化。

外泌体还参与了血小板激活和血栓形成过程。

心血管疾病的特点之一是血管内膜损伤和血小板激活，而外泌体的释放与血小板活化密切相关。

外泌体通过携带有活化剂和凝血因子，如组织因子、P-选择素等，促进血小板激活和血栓形成。

研究表明，心肌梗死患者外泌体内的P-选择素含量明显增加，与患者的血栓形成和心血管事件风险密切相关。

生物体外泌体分子生物学和功能研究泌体（Extracellular vesicles，EVs）是细胞释放到外界的小（30-1000nm）膜囊泡，可从体液（如血液、唾液、尿液）或细胞培养液分离。

大量的证据表明泌体在细胞间信息传递、细胞凋亡、免疫调节、肿瘤进展和生殖过程等生物学过程中发挥重要作用。

随着对泌体越来越深入的研究，人们对这些小型物质的来源、组成和功能有了更深层次的认知。

本文主要讨论泌体的分子生物学特性及其功能研究的最新进展。

泌体的来源泌体是由单层膜囊泡组成的，其中包含细胞膜上的许多受体、蛋白质和核酸。

泌体的种类包括外泌体和应激体，可以分为三种类型：外泌体、应激体和凋亡体。

外泌体主要由分泌型细胞释放，应激体主要由应激或损伤的细胞释放，而凋亡体是由凋亡细胞释放的。

目前，外泌体是最研究的一类。

泌体的分子组成随着技术的进步，分离和分类泌体的方法也得到了很大的改善。

随着泌体的分类，关于它们的分子组成也变得更加清晰明了。

最近的数据表明，泌体包含了许多生物重要分子，包括膜受体、脂质、蛋白质、核酸、糖等。

泌体的分子组成不仅与其来源细胞类型和状态有关，还与其功能密切相关。

泌体分子的鉴定和生物信息学分析是探索泌体功能的关键之一。

泌体的功能特征泌体细胞间信息传递在多细胞生物中，细胞间通讯是维持生命和功能的重要手段之一。

泌体通过包装货物并通过它们释放在细胞间进行信息传递。

泌体携带的物质包括蛋白质、核酸、脂质等物质，这些物质决定了泌体在细胞间信息传递中的重要作用。

泌体通过激活或抑制以下信号通路来调节目标细胞的生理和病理过程：控制细胞周期、促进或抑制细胞的增殖、细胞凋亡、免疫应答等。

泌体在肿瘤学中的作用许多实验室观察到，肿瘤细胞与同种异种细胞在信息交换方面的特殊化学反应，这种响应被认为有助于肿瘤细胞在特定条件下的存活和繁殖。

肿瘤细胞利用泌体作为信号体系利用行动策略来摧毁身体的防御机制，从而侵害生物的健康状态，这就是肿瘤发展过程的本质。

科普小讲堂：外泌体专题外泌体的基本信息：1983年，外泌体首次于绵羊网织红细胞中被发现，1987年Johnstone将其命名为“exosome”，即外泌体。

人体几乎所有类型的细胞都能分泌外泌体，外泌体广泛存在并分布于各种体液中，携带多种蛋白质、mRNA、miRNA和脂质类物质等，作为重要的传递信号分子，形成了一种全新的细胞-细胞间信息传递系统，可参与细胞通讯、细胞迁移、血管新生和肿瘤细胞生长等过程。

外泌体与微泡：我们知道，细胞间相互作用可以通过释放蛋白质、核酸、脂质等分子到胞外与受体结合从而介导胞内细胞传导。

除此之外，细胞还可以释放膜囊泡，外泌体与微泡就是其中两种，二者相似但形成方式不同：外泌体是细胞内内溶酶体微粒内陷形成的多囊泡体，经多囊泡体外膜与细胞膜融合后释放到胞外基质中的膜囊泡，而微泡则是细胞出芽与细胞膜融合后直接脱落形成的囊泡，且外泌体大小均一，直径在40~100 nm，其大小取决于其起源部位以及细胞中的脂质双层结构；而微泡大小不一，直径在50 ~1000 nm之间。

外泌体的组成：外泌体主要含有融合蛋白和转运蛋白、热休克蛋白(HSP 70)、CD类蛋白以及磷脂酶和其他脂质相关蛋白，但是不同来源的外泌体的组成有差异。

外泌体的提取方式：1、离心法：此种方法得到的外泌体量多，但是纯度不足。

2、过滤离心：这种操作简单、省时，不影响外泌体的生物活性，但同样纯度不足。

3、密度梯度离心法：用此种方法分离到的外泌体纯度较高，但是前期准备工作繁杂4、免疫磁珠法：这种方法可以保证外泌体形态的完整，特异性高、操作简单，但生理性盐浓度会影响外泌体生物活性。

5、色谱法：此种方法分离出的外泌体大小均一，但设备特殊，应用不广泛。

外泌体的生物学功能：1、首次报道的外泌体生物功能是红血球成熟过程中排出来的蛋白质。

2、进一步的研究表明其功能包括排泄不必要的蛋白质和RNA等物质。

3、可促进生物体免疫应答反应。

4、对凝血和血管生成其促进作用。

外泌体功能及其应用研究外泌体(Function and Application in Research)外泌体作为一种新型细胞释放体系，已经引起了广泛的关注。

它是由细胞分泌的一种包含膜结构的小颗粒，具有与细胞功能有关的重要分子信息，如核酸、蛋白质、脂类等。

外泌体内的成分可以传递到受体细胞中，引起相应的反应。

外泌体功能的发现也使得人们对细胞间相互影响的认识有所提高。

外泌体具有的功能（一）细胞通讯与调节随着研究的深入，人们发现外泌体具有促进细胞间相互作用的重要作用。

外泌体内的成分可以通过外泌体的分泌刺激或抑制受体细胞的生理反应，从而直接影响受体细胞的功能。

外泌体中的某些分子可以作为信号分子，发挥生化调节的功能。

外泌体的形成和释放是一种重要细胞间通讯的手段，而这种通讯在不同类型的细胞、不同生理和病理状态下都会发生变化。

（二）病理状态的指示物外泌体释放受损细胞的成分，可以作为病理状态的指示物。

例如：在炎症反应中，细胞可以分泌含有炎症因子的外泌体，这些外泌体会激活附近细胞从而促进了炎症反应的发生。

另外，肿瘤也可以释放含有癌细胞信息的外泌体，这些甚至可以通过血液循环系统携带到远处的组织，引起相关细胞的变异。

因此，研究外泌体在病理状态下的作用，对疾病早期诊断和治疗有很重要的意义。

（三）治疗药物载体外泌体在治疗药物载体方面有独特的应用价值。

外泌体的特殊结构使其能够快速进入细胞，并通过结构的差异性避免免疫系统的意外反应等问题。

当前，利用外泌体做为基础的纳米药物载体研究已得到广泛关注。

外泌体可以作为有机载体，在有效降低药物毒性和副作用的同时，提高药效和交付的精确性。

因此，外泌体以其特殊的优势为研究生物医学领域提供了新的思路。

外泌体应用研究进展近年来，外泌体应用的研究进展很快。

（一）以外泌体为治疗产物早在2018年，Siniscalco等学者就发表了一篇题为“基于大鼠间充质干细胞外泌体的细胞疗法是一种脊髓灰质炎神经退化病治疗策略”的文章。

外泌体——癌症的“双刃剑”技术控 | 基因说 | 产品档 | 新闻台 |求知欲外泌体：外泌体（exosomes）是细胞对外分泌的小囊泡，常为30-120nm大小的膜包裹结构。

可特异性地包裹一些蛋白，脂质或核酸等物质,具有生物活性，能够被受体细胞吸收，实现细胞间的物质运输和信息传递（图1）。

图1 外泌体是细胞向外界分泌的小囊泡外泌体——癌症的“双刃剑”文：王伟涛摘要：1.外泌体的历史2.外泌体形成与功能3.外泌体——癌症发生与恶化4.外泌体——癌症诊断的应用5.外泌体——癌症治疗的应用6.小结：外泌体像一把双刃剑附：检测标志物列表+参考文献一、外泌体的历史20世纪80年代初研究人员在体外培养的正常细胞或者肿瘤细胞发现细胞外泌现象，细胞向其培养基中分泌带有细胞膜特征的囊泡结构。

1983年Johnstone等发现体外培养的绵羊网格红细胞在成熟过程中会向外分泌含有铁转运蛋白受体（transferrin receptor）的小囊泡结构，他们将细胞释放的这种小囊泡结构命名为外泌体（图2）。

图2 绵羊网格红细胞成熟过程向外释放外泌体早期发现分泌外泌体的细胞主要是一些造血类细胞系，如B细胞，T细胞，树状突细胞，肥大细胞，血小板等。

随着研究深入，许多非造血类细胞也大量产生外泌体，如肿瘤细胞，表皮细胞及神经细胞等。

图3 体内细胞间外泌体传输途径供体细胞分泌的外泌体可直接被同组织内其周围的受体细胞吸收；同时外泌体也可进入到体液循环中，如血液，唾液，尿液，脑脊髓液等，通过体液运输被不同组织内受体细胞吸收，实现组织间物质交流（图3）。

二、外泌体形成及功能外泌体并不能简单理解为细胞直接向外界环境分泌的囊泡结构，其形成过程有着复杂的调控。

主要可分为三个阶段，细胞膜内陷形成胞内体，胞内体多囊泡化和多囊泡体与质膜融合释放外泌体。

图4 细胞外泌体形成及分泌过程真核细胞内吞形成初级胞内体（early endosome），在高尔基体等膜细胞器和胞内体蛋白分选转运装置（ESCRT）等蛋白的调控下成熟，为次级胞内体（late endosome）。