人体约有37.2万亿个细胞,这些细胞需要协同运作才能维持生命活动。每个细胞都有特定功能,但它们如何确定自身角色并与其他细胞沟通?这个问题的答案涉及到复杂的信号系统,其中激素通过血液传递信息,神经元使用电信号进行通讯。
近三十年来,科学家发现了一种新型细胞通讯方式——外泌体。这种由细胞释放的微型膜囊携带特定RNA和蛋白质,就像人体内的"社交网络"。外泌体进入血液、尿液和唾液后,能将细胞状态的信息传递到全身各处,如同社交媒体中分享的生活快照。
外泌体形成于细胞内的多泡内体(MVEs),当MVEs与细胞膜融合时,外泌体被释放到细胞外空间。最初被认为只是细胞排泄废物的工具,现在科学家发现它们在细胞通讯中扮演关键角色,尤其在癌症生物学和神经系统疾病领域展现巨大潜力。
外泌体与阿尔茨海默病
阿尔茨海默病患者脑中tau蛋白异常聚集是主要病理特征。研究表明,错误折叠的tau蛋白可通过外泌体传播至其他神经元。Asai等(2015)和Polanco等(2016)的实验证实,抑制外泌体形成可阻断tau蛋白扩散,为疾病干预提供新思路。
作为无创诊断工具的外泌体
外泌体的分子组成反映其来源细胞的状态。通过分析血液、尿液等体液中的外泌体成分,可发现疾病早期生物标志物。相较于传统组织活检,这种检测方式更具侵入性小、成本低的优势。例如2008年Skog团队发现,胶质母细胞瘤特异性蛋白EGFRVIII可在外泌体中检出,使血液检测替代脑部MRI和活检成为可能。
小包裹承载大治疗
外泌体能远距离运输特定分子,在疾病治疗中展现潜力。在中风案例中,受损神经元释放的外泌体可能影响周围脑组织。Chen和Chopp(2018)发现,抑制病变细胞外泌体释放具有治疗效果。此外,外泌体在神经网络重塑和组织修复中的作用,使其成为多种疾病治疗的候选方案。
未来展望
未来定期体检可能包含外泌体分析,通过血液检测即可发现疾病早期信号。定制化外泌体有望用于治疗慢性疼痛和神经退行性疾病。虽然这看似科幻,但相关研究正快速向临床转化,为精准医疗带来革命性突破。
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