多细胞组织细胞间的相互通讯对于组织构成一个整体有机体所发挥出很重要的功能作用。传统的细胞间互相交换通讯的模式包括信号分子途径和细胞直接接触通讯途径。外泌体作为一种细胞分泌的微小囊泡状结构在细胞通讯方面发挥着重要的作用,外泌体内含有的蛋白质和核酸等生物活性物质以及外泌体表面所含有的一些结合蛋白,使其作为一种新型的细胞间通讯途径受到越来越多的注意。
外泌体作为细胞通讯的工具,常常应用于以下三个方面:
1. 外泌体与疾病诊断
临床研究证实,不同疾病的不同类型细胞都能分泌含有不同miRNAs和RNAs的外泌体,这就是的从病人的体液中分离外泌体作为疾病诊断或成为可能,尤其是在肿瘤诊断中。主要研究外泌体种类、数目、大小和内含物与疾病之间的关系,借此预测疾病的发生与进展。

外泌体 miR-21 在食管鳞状细胞癌患者的血清中增加

外泌体上的 GPC-1 可区分 PDAC 患者与患有良性胰腺疾病(如慢性胰腺炎)的患者
2. 外泌体与肿瘤发生
在肿瘤疾病中,外泌体可通过调控免疫功能,促进肿瘤增殖、血管新生和肿瘤转移等途径,影响肿瘤的发生发展。肿瘤细胞分泌的外泌体通过表达Fasl来诱导CD8+T细胞凋亡、抑制Jak3和细胞周期素D3表达来阻断自然杀伤细胞进入细胞周期,导致肿瘤的免疫逃逸,为肿瘤在体内生长创造条件。同时外泌体还能介导物质转运影响肿瘤相关途径。

研究发现,高转移潜能乳腺癌可通过外泌体将 miRNA-200c传递给低转移的乳腺癌细胞,从而增强后者的侵袭和转移能力
肿瘤特异性小RNA

3. 外泌体与药物载体
抗癌类药物的输送是癌症治疗的关键难题,是目前研究的热点。以外泌体作为药物转运载
体,具有免疫源性低、运输效率高、稳定性好和靶向性强以及能跨越血脑屏障等独特优势。迄 今为止,用外泌体做为药物载体所载运的“货物”主要包括基因类药物(siRNA、mRNAs及非编码RNA等)、抗癌类药物(紫杉醇、阿霉素等)以及能增强免疫的抗原等。

有研究表明,用肿瘤细胞分泌的外泌体包裹抗癌药物可有效避免肿瘤细胞将药物排出胞体同时增加药物在肿瘤内部的药效发挥、促进一些药物入核杀伤肿瘤细胞。
外泌体示踪方法
1. 染料PKH-67
PKH-67(green)亲脂性染料,可以稳定的与细胞膜脂质区结合并发出荧光, PKH67的体内荧光半衰期为10-12天。
用PKH67标记从胃癌细胞的培养上清中纯化的外聚体,共聚焦显微镜观察到胃癌细胞外泌体被HMrSV5(人腹膜间皮细胞)细胞吸收(Scale bar=20µm)

2. 染料PKH-26
相比于PKH-67,PKH-26(red)具有更长的半衰期,标记在兔红细胞上的PKH26半衰期长达100天以上。
在37℃条件下共培养6h后可见大量红色荧光(PKH-26)围绕在细胞核周围;而4℃条件下和对照组未见明显荧光。

3. DiI/DiD/DiO/DiR(亲脂性羰花青染料)
DiI, DiO, DiD, DiR是一系列亲脂性的荧光染料,可以用来染细胞膜和其它脂溶性生物结构。这些环境敏感性荧光染料在进入细胞膜之前荧光非常弱,当与细胞膜结合后其荧光强度大大增强。且具有消光系数高、极性依赖性、激发态寿命短等特点。一旦进入细胞膜后,可在整个细胞膜上扩散。
4.渗透型的化合物标记法:CFSE/CFDA/Calcein-AM