絲狀偽足:外泌體入胞的高速公路

2021-03-05 exosomes

    外泌體是一種微小的細胞外囊泡，它可以由很多種類型的細胞釋放，早前它被認為是細胞處理胞內代謝廢物的一種方式。近來越來越多的證據指出外泌體在細胞間交流和跨細胞物質轉運（RNA等）中的作用。外泌體在各種活動如免疫調節、腫瘤形成、病原傳播中扮演著重要角色。相比較這些被大量研究的作用，對於外泌體靶細胞的趨向性、外泌體攝取、細胞內運輸和外泌體內容物釋放等方面的研究卻很少。因為外泌體是一種潛在的藥物轉運囊泡，所以闡明外泌體攝取和內容物釋放的機制是目前的當務之急。

在之前外泌體與病毒的共同點就被點出 ，因為他們具有相同的發生和釋放機制。一些科學家認為外泌體是由逆轉錄病毒進化形成的，因為外泌體能夠攜帶病毒性核酸並控制靶細胞的基因表達。另外一些人支持Trojan假說。

在這篇文章中Heusermann 用單純微粒追蹤分析來研究外泌體的內化作用和展示外泌體和病毒可利用相同的路線進入細胞。


圖片展示外泌體從胞外環境（淺綠）進入細胞內（藍）。外泌體（紅）沿著絲狀偽足（藍），進入細胞通過偽足的基底部，沿著ER（粉）在內吞體（綠）隨之穿行，最後發送到溶酶體（深綠）。

為了追蹤單個外泌體的入胞活動，研究者首先通過HEK293細胞過表達製備了含有CD63與GFP或mCherry的外泌體。Heusermann發現這些外泌體非常高效且迅速的被初級人纖維母細胞攝取，大多數外泌體都是通過細胞絲狀偽足基底部的內吞作用被內化。外泌體的快速攝取有25%是通過在偽足上滑動實現的，另外有3%和1%是通過被旁邊的偽足拉和包裹。另外，Heusermann還探究了外泌體與脂質體的入胞路線的不同。脂質體低水平的攝取而在細胞表面積累，但是外泌體的攝取在幾分鐘內非常高效的進行著，這亦證明了外泌體使用著病毒的入胞路線。

Heusermann繼續使用他們的單純微粒追蹤分析去尋找內化的外泌體去路。他們發現外泌體以完整的形式在內吞體中運輸，且大部分外泌體最終進入了溶酶體。當然有可能一部分外泌體與細胞膜融合，使得內容物直接被釋放到細胞內。另一個可能的內容物釋放機制是外泌體與內溶酶體膜隔間的一部分有限制性的膜融合。

參考文獻：

Catching filopodia: Exosomes surf on fast highways to enter cells

The Trojan exosome hypothesis

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