细胞外囊泡(EVs)是细胞间通讯的基本介质,通过在细胞间运输蛋白质、脂质和核酸来调节广泛的生理和病理过程。尽管EV研究近年来迅速扩展,但由于EV群体的复杂性和异质性,定义其生物发生、分子调控和体内功能仍然具有挑战性。
哈佛医学院的研究人员探讨了遗传模式生物黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)如何成为研究保守的EV生物学机制的重要实验系统。研究人员认为,黑腹果蝇和哺乳动物模型的互补优势可以帮助推进跨物种EV介导的细胞间通讯的机制研究。
细胞外囊泡生物发生及相关细胞外结构概述。外泌体(exosomes)源于内体途径,通过早期内体成熟、腔内小泡(ILVs)和多泡体(MVBs)形成,以及多泡体与质膜融合而产生;而与溶酶体融合则导致降解。自噬体/双膜自噬体可与这一途径交叉,分泌性自噬体则通过与质膜融合提供额外的非常规细胞外释放途径。外生囊泡(ectosomes)通过质膜或膜突起直接向外出芽产生,包括微囊泡和大型肿瘤体。其他细胞外结构包括凋亡小体、blebbisomes、exophers和迁移体(migrasomes),它们在起源、形态、大小和货物方面有所不同。
研究人员提供了关于哺乳动物和黑腹果蝇中EV命名、生物发生、货物分选和生物功能的当前知识的全面概述。作者还讨论了建立标准化EV分类的最新努力,并强调根据实验证实的生物发生定义EV群体的重要性,而不是仅依赖于大小或分子标记。
研究人员总结了调控EV形成的保守分子途径,包括ESCRT依赖性和非依赖性机制、Rab GTP酶介导的膜运输、脂质重塑和内体运输。黑腹果蝇的研究揭示了可用于体内研究这些途径的基因可操作系统,包括控制神经肌肉接头、成虫盘、胶质细胞和雄性附属腺中EV生物发生和货物运输的组织特异性机制。
除了EV生物发生外,作者还强调了EV在跨物种中的多样化生理功能。在哺乳动物中,EV参与发育、代谢、免疫和癌症进展,而黑腹果蝇的研究已经证明EV在突触通讯、长距离信号传导和系统性抗病毒防御中的重要作用。这些发现共同强调了EV介导的细胞间通讯的进化保守性,同时说明黑腹果蝇遗传学如何促进在单独哺乳动物系统中难以进行的功能研究。
研究人员总结认为,黑腹果蝇不应被视为哺乳动物模型的替代品,而是作为剖析EV生物学潜在因果机制的互补遗传系统。整合来自两个实验系统的发现有望加深我们对EV功能的理解,并支持未来在发育和疾病中细胞间通讯的研究。
来源:Eurekalert
Yanagawa K, Perrimon N. (2026) 黑腹果蝇和哺乳动物中的细胞外囊泡:保守机制和新兴功能角色。EXO – Beyond the Cell 1: 202615。
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