PNAS：外泌體可能是治療和診斷髮育性腦障礙的關鍵點和突破點

導言：外泌體是指包含了複雜 RNA 和蛋白質的小膜泡 (30-150nm)，現今，其特指直徑在40-100nm的盤狀囊泡。多種細胞在正常及病理狀態下均可分泌外泌體。其主要來源於細胞內溶酶體微粒內陷形成的多囊泡體，經多囊泡體外膜與細胞膜融合後釋放到胞外基質中。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖片來源於網路

就像貨運飛機腹部卸下來的裝滿東西的行李箱一樣，被稱為外泌體的分子背包不斷地從身體細胞中產生，每一個背包都充滿了各種各樣的內容，另一個細胞可能會將其打開並使用。通過發送這些生物包裹，細胞通過共享的蛋白質和遺傳物質相互交流。

外泌體曾被簡單地認為是細胞「垃圾」的微觀口袋，現在，認為對我們的身體健康有著巨大的重要性。近年來的一項研究甚至表明，它們可以運輸與癌症擴散和阿爾茨海默氏症(Alzheimer"s)等神經退行性疾病相關的分子。

然而，直到最近，它們在大腦發育中的作用仍然是個謎。

Hollis Cline博士與其同事發表在《PNAS》新研究，已開始縮小這方面的知識差距。研究發現外泌體不僅對神經元和神經迴路的發育起著不可或缺的作用，而且能使受發育性疾病影響的腦細胞恢復健康。

大腦發育的不同階段，細胞之間的信號傳遞是絕對必要的。研究發現外泌體是細胞傳遞這些信號的方式之一。

研究團隊檢測了來自健康人類神經元的外泌體，以及來自Rett綜合征疾病模型的外泌體（Rett綜合征是一種基因驅動的發育性腦障礙，會導致類似自閉症的癥狀）。

通過多種細胞和功能測試，發現受Rett影響的外泌體不含任何有害蛋白，但缺乏健康外泌體中發現的必要的信號蛋白。作為實驗的一部分，該團隊使用CRISPR基因編輯技術來糾正引起Rett綜合征的基因突變，然後檢查神經外泌體的信號功能是否因此恢復。結果，修復基因突變真的扭轉了基因缺陷。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖：外泌體在體內和體外都能促進增殖

研究團隊還測試了將健康的外泌體添加到Rett綜合征的培養皿模型中是否會產生治療效果。它也做到了。

這可能是最令人興奮的發現：健康細胞的外泌體確實可以拯救患有Rett綜合症的細胞的神經發育缺陷。這是非常有希望和令人欣喜的，因為存在太多神經發育障礙需要治療。我們已經對這些疾病潛在的基因缺陷有了深刻的了解，但仍然缺乏有效治療來解決疾病本身。

他們還將健康的外泌體注射到小鼠參與學習和記憶的大腦的海馬區，觀察到神經元的增殖增加。體內實驗證明，細胞培養中觀察到的外泌體生物活性可以延續到動物模型中。

有了這些驚人的發現，Hollis Cline和她的團隊現在打算更深入地挖掘他們的結果，並探索一系列與外泌體生物活性和潛在臨床應用相關的新問題：外泌體能否通過血液測試來檢測疾病或治療效果？這些發現是否也適用於自閉症譜系障礙(ASDs)和其他神經發育疾病，如脆性X染色體？基於外泌體的療法有一天能幫助大腦疾病患者嗎？

這項研究對許多與大腦發育有關的疾病都有重大意義。這是一個非常有趣的生物學現象，已讓很多科學家對這種可能性感到興奮。

參考資料：

1. Exosomes may hold the answer to treating, diagnosing developmental brain disorders

2. New discovery suggests cellular "cargo" transporters play a profound role in creating brain cells and circuits

3. Exosomes regulate neurogenesis and circuit assembly.

4. 百度百科

本文系原創編譯，轉載請註明來源

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！