2013年諾貝爾生理或醫學獎表彰了三位科學家發現細胞內部囊泡（外泌體）的運輸調控機制， 使得外泌體研究成為學術界的新寵， 一大批科研工作者湧入到研究外泌體研究的熱潮中， 但外泌體究竟是什麼？它與細胞外囊泡的區別是什麼？它的功能又是什麼？小編整理了一個小專題， 與大家一起走進外泌體的世界， 瞭解這位“明星”的真實面目。
此次的專題從樣本的準備到各方向的研究， 盡收囊中。 共包含7個部分：
【外泌體專題之一】：外泌體簡介
【外泌體專題之二】：外泌體樣本來源與送樣建議
【外泌體專題之三】：外泌體與腫瘤
【外泌體專題之四】：外泌體與免疫
【外泌體專題之五】：外泌體與心腦血管疾病
【外泌體專題之六】：外泌體與神經疾病
【外泌體專題之七】：外泌體總結篇
下面介紹外泌體的第一個專題：外泌體簡介
【外泌體專題之一】：外泌體簡介
一、外泌體簡介
科研工作者根據分子大小、釋放方式的不同， 將細胞外囊泡分為3種類型， 即外泌體、微囊泡及凋亡小體。 如下所示
圖1. 胞外囊泡的分類[1]
外泌體（exosomes）：外泌體的分子直徑為30-100nm， 也有很多學者認為在150nm範圍內。 外泌體的密度範圍為1.13-1.19g/mL。 來源於細胞質膜內陷的多泡內體或MVB都屬於外泌體， 這類囊泡在細胞內部形成， 與一般的出芽方式不同， 其形成釋放過程是， 母細胞釋放顆粒物質到質膜內陷形成的核內體腔內囊泡中。 含有腔內囊泡的多囊泡胞內體稱為多泡小體。 隨後， 多泡小體離開溶酶體途徑而與母細胞膜特定部位融合， 形成芽泡， 繼而母細胞將這種芽泡以外泌的形式釋放到細胞外。 其釋放機制如圖2 所示。
圖2. 外泌體的釋放機制[2]
外泌體不含有內質網內的蛋白質， 但高表達與主要組織相容性複合體以及整合素等多種蛋白質相互作用的四分子交聯體超蛋白家族， 如CD9， CD81， CD63。 因此， 可以通過檢測囊泡是否含內體標誌蛋白證明， 如CD63、CD81。 此外， 鈣離子及PKD1/2通路在外泌體的形成及釋放中也可能扮演著至關重要的角色。
微囊泡（microvesicles）：分子直徑100-1000nm ， 直接通過出芽的方式從母細胞膜表面脫落產生， 大小不均一， 高表達磷脂醯絲氨酸， 沒有特定的表面分子標記物， 但和外泌體一樣表達母細胞來源的表面標記物。 如EMV表達CD31， PMV表達CD42b等。
凋亡小體（apoptotic bodies）：是由凋亡細胞釋放的粒徑500-4000nm囊泡。
外泌體、微囊泡及凋亡小體的特點及marker如圖3所示
圖3. 外泌體微囊泡及凋亡小體的特點及marker[3]
二、外泌體研究的發展史
1946年發現外泌體；
1987年， Eberhard G. Trams 和 R.M.Johnstone首次在體外培養的綿羊紅細胞上清中發現了一種有膜結構的小囊泡， 將其命名為 Exosome（外泌體）；
1996-1998年， 研究者發現外泌體作為抗原呈遞因數參與T細胞依賴的抗腫瘤反應，
2007年， H.Valadi等發現RNA可通過外泌體在不同的細胞間進行交換， 並證實腫瘤外泌體可促進或抑制腫瘤細胞的生長轉移[4]；
2013年， 諾貝爾生理或醫學獎頒給了發現細胞內部囊泡（外泌體等）運輸調控機制的三位科學家；
2016 年 5 月， 牛津大學開發出一種名為 EvOx 的外泌體治療產品， 利用人體細胞自身精准通信系統將藥物遞送到身體的指定部分， 以治療一些目前無法治癒的疾病， 包括腫瘤疾病、自身免疫性疾病以及神經性疾病。
三、外泌體的抽提方法比較
銳博生物自主專利技術的外泌體提取試劑盒，擁有1小時急速抽提、多樣品廣泛相容、富集效果精准可靠的特點，為研究者提出便捷、高效、高純度的外泌體提取方法，Ribo™ Exosome Isolation Reagent 助您輕鬆提取結構和功能完整的exosomes，產物可用於NGS、細胞共培養以及體內注射等後續功能實驗。
四、外泌體的研究方向
已知外泌體有多種生物學功能，包括參與免疫反應和抗原提呈，尤其是作為囊泡可以在細胞間運輸蛋白、病毒、脂質和RNA，作為重要的細胞間物質和資訊交流的工具：外泌體通過在細胞間傳遞基因和蛋白信號，調節腫瘤的微環境，從而導致癌細胞的凋亡、分化、血管生成和轉移；隨著外泌體研究的深入，已證實外泌體調控的細胞間資訊交流過程也廣泛參與心腦血管系統、神經系統的生理及病理過程。
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銳博生物簡介：
銳博生物創立於2004年，經過13年的發展已然形成了一支由張必良教授（國家“千人計畫”教授）和梅洛教授(Craig Mello) （06年諾獎得主）領銜的國際化團隊，涵蓋核酸科研服務、核酸檢測儀器、試劑盒及核酸藥物生產等。作為國內首家集《基因（測序）篩選》---《功能（動物及細胞水準）實驗服務及產品》---《轉化應用》於一體的整體實驗服務供應商，銳博的科研服務（基因（測序）篩選）涵蓋基因組測序、外顯子測序、16s/宏基因組測序；lncRNA、環狀RNA、miRNA測序、轉錄組測序；ChIP-seq、RIP-seq，CLIP-seq、m6A-seq、甲基化測序；單細胞測序；外泌體（exosome）相關的各類服務；CRISPR服務等。
參考文獻：
[1] Pugholm L H, Revenfeld A L S, Søndergaard E K L, et al. Antibody-based assays for phenotyping of extracellular vesicles[J]. BioMed research international, 2015, 2015.
[2] Jia Y, Chen Y, Wang Q, et al. Exosome: emerging biomarker in breast cancer[J]. Oncotarget, 2017, 5.
[3] Suchorska W M, Lach M S. The role of exosomes in tumor progression and me tastasis[J]. Oncology reports, 2016, 35(3): 1237-1244.
[4] Debret G, Valadié H, Stadler A M, et al. New insights of membrane environment effects on MscL channel mechanics from theoretical approaches.[J]. Proteins-structure Function & Bioinformatics, 2010, 71(3):1183-1196.
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參考文獻：
[1] Pugholm L H, Revenfeld A L S, Søndergaard E K L, et al. Antibody-based assays for phenotyping of extracellular vesicles[J]. BioMed research international, 2015, 2015.
[2] Jia Y, Chen Y, Wang Q, et al. Exosome: emerging biomarker in breast cancer[J]. Oncotarget, 2017, 5.
[3] Suchorska W M, Lach M S. The role of exosomes in tumor progression and me tastasis[J]. Oncology reports, 2016, 35(3): 1237-1244.
[4] Debret G, Valadié H, Stadler A M, et al. New insights of membrane environment effects on MscL channel mechanics from theoretical approaches.[J]. Proteins-structure Function & Bioinformatics, 2010, 71(3):1183-1196.
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