Annual Review of Biochemistry外泌体综述

2019 年 6 月 27 日 外泌体之家

最近，Annual Review of Biochemistry杂志（影响因子26.922）上发表一篇关于全面的外泌体的综述。

外泌体是直径约30-200 nm的细胞分泌的膜泡，具有与细胞相同的拓扑结构并富含特定的蛋白质、脂质、核酸和糖缀合物。外泌体含有一系列与膜相关的高级寡聚蛋白复合物，显示出明显的分子异质性，并通过在内体膜上出芽而产生。外泌体生物发生是蛋白质质量控制的机制，并且一旦释放，外泌体具有多种功能，例如重塑细胞外基质并将信号和分子传递给其他细胞。这种细胞间囊泡运输途径在人类健康和疾病的许多方面起着重要作用，包括发育、免疫、组织稳态、癌症和神经退行性疾病。此外，病毒共同选择了外泌体生物发生途径，用于组装感染性颗粒和建立宿主许可。基于这些和其他性质，外泌体正在开发为多种疾病模型中的治疗剂。

该综述的主要内容包括：外泌体的发现历史、外泌体的结构、外泌体蛋白（整合的外泌体膜蛋白，脂质锚定的外膜蛋白，表面蛋白，脂质锚定的内膜蛋白，内周膜蛋白/脚手架蛋白，外泌体酶，可溶性蛋白，外泌体蛋白质的异质性）、外泌体糖蛋白和脂质、外泌体RNA\DNA、外泌体的生物形成、外泌体的摄取、外泌体的生物学功能、未来的发展方向。

外泌体的大小不均一，组成不均一，富含膜相关的高级寡聚蛋白复合物。虽然很可能没有一个外泌体含有所有这些蛋白质，但外泌体富含四次跨膜蛋白、粘附分子、酶、支架蛋白、RNA结合蛋白、RNA、DNA和复合聚糖。

外泌体从内体和质膜出芽。外泌体生物发生通过三种模式发生：（1）内体膜向内出芽，成熟为多泡体，在质膜融合后释放外泌体; （2）通过直接从细胞膜出芽的立即释放（小编注：这种方式貌似和外泌体的定义有所出入）; （3）通过在细胞内质膜连接隔室（IPMC）中出芽而延迟释放。

外泌体生物发生的观点引发了许多问题的研究，例如不同细胞如何在内体和质膜之间分配外泌体生物发生，调节不同细胞类型中IPMC的生物发生和门控，并建立大的、半稳定的内体样结构域，因为这些过程可能对外泌体组成和异质性产生很大的影响。外泌体生物发生和trafficking中的其它亟需解决的问题包括：

（a）解析ESCRT蛋白和ESCRT功能在外泌体生物发生中的贡献;

（b）仔细研究外泌体生物发生的物理化学特性，这可能涉及正调节剂和负调节剂;

（c）发现高寡聚化和质膜结合靶蛋白进入新生外泌体的分子机制;

（d）阐明外泌体RNA包装中涉及的蛋白质和蛋白质网络;

（e）解析不同组织外泌体如何进入身体的各种生物流体和其他靶组织中;

（f）确定介导生物活性的蛋白质、脂质和核酸向靶细胞功能性递送的机制。

这些领域的进展可能需要新的实验方法和技术，需在单囊泡水平上探究外泌体组合物以及在单细胞水平上分析外泌体生物发生。这些进展将加速我们对外泌体如何促进健康和疾病的理解，并允许研究人员将这些知识转化为基于外泌体的疗法和诊断。单外泌体分析仅仅是为了提高基于其假定的出芽位点来确定外泌体亚类的逻辑特性。在概念层面，根本不可能知道在离开细胞后任何小的分泌囊泡出现在哪里，并且在经验水平上，没有分子标记或纯化技术可以在外泌体形成后一直追踪该膜泡。

参考文献：

D.Michiel Pegtel and Stephen J. Gould. Exosomes. Annual Review of Biochemistry. DOI: 10.1146/annurev-biochem-013118-111902