外泌体介导的mRNA和microRNA转移是细胞间遗传信息交换的新机制

(PDF) Exosome-mediated transfer of mRNAs and microRNAs is a ...

外泌体是由多种细胞释放的胞外囊泡，可介导细胞间通讯。本研究首次证实，来源于小鼠和人肥大细胞（MC/9、HMC-1及原代骨髓肥大细胞）的外泌体含有RNA。微阵列分析显示，外泌体中存在约1300种mRNA转录本，其中部分在供体细胞胞浆中未检出。体外翻译实验证实外泌体mRNA具有翻译功能。RNA质控分析发现，外泌体中含有包括microRNA在内的小RNA。通过将小鼠外泌体RNA转移至人肥大细胞，检测到受体细胞中新产生的小鼠蛋白，证明外泌体mRNA可被翻译。研究提出这些RNA可被命名为"外泌体穿梭RNA（esRNA）"。

实验通过密度梯度离心、电子显微镜及蛋白组学分析确认外泌体身份。LC-MS/MS技术鉴定出271种蛋白，其中47种在三次实验中均存在，60%与既往外泌体研究结果重合。RNA分析显示外泌体RNA不含核糖体RNA，但富含小RNA，且经RNase处理后仍完整，证明RNA位于囊泡内部。

研究进一步发现，外泌体携带121种microRNA，其中部分在供体细胞中低表达，表明存在选择性包装机制。外泌体RNA的跨物种传递能力通过放射性尿嘧啶标记实验验证：小鼠外泌体RNA可转移至小鼠和人肥大细胞（倍数变化11±3和12±3，p=0.02），但无法转移至CD4+ T细胞（倍数变化2±1，p>0.05）。

这些发现揭示了细胞通讯的新范式：外泌体作为RNA载体，可通过系统循环实现远距离基因调控。该机制在肿瘤微环境调控、免疫调节中具有潜在应用价值，同时为基于外泌体的基因治疗（如递送特定RNA或DNA）提供了理论基础。

（实验方法摘要）研究使用MC/9、HMC-1及骨髓肥大细胞系，通过超速离心纯化外泌体。RNA通过Trizol法提取，并利用Agilent 2100生物分析仪检测。mRNA功能验证采用兔网织红细胞裂解液翻译系统，结合二维电泳和LC-MS/MS鉴定新合成蛋白。MicroRNA分析采用miRCURY LNA芯片，检测到121种外泌体特异性microRNA。

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