小伙伴們好久不見,我是你們本期的熱點講解員Eric。
今年3月國自然基金申請大家都準備的怎么樣了呢,是胸有成竹,還是忐忑不安?這不,小編給大家帶來了新一期的熱點解讀——外泌體(exosome)。
想必大家對外泌體已經不陌生了,CNS期刊基本都有他的身影,儼然成為生命科學/基礎醫學領域的研究熱點。這不,今年1月還登上了Science子刊封面。

小編統計了近十年PubMed數據庫外泌體相關的文章(見下圖),僅22年目前為止就有812篇相關文章;再看國自然基金增長趨勢,大家有沒有嗅到“外泌體趨勢”。

那么接下來就讓我們揭開外泌體神秘的面紗吧。
外泌體長什么樣
外泌體是胞外囊泡(EV)的一個子集,它是胞內多泡體與細胞膜融合后,釋放到細胞外并且能被受體細胞吸收的膜性小囊泡(直徑在30~150 nm,平均100nm)。它們攜帶核酸、蛋白質、脂質和代謝物,具有磷脂雙分子層結構。

外泌體長這樣(不好看哈)
外泌體生物學功能和臨床應用
俗話說“濃縮就是精華”,別看外泌體長得小,可是很有內涵的。
多種細胞在正常及病理狀態下均可分泌外泌體,DNA、RNA(siRNAs、miRNAs、lncRNA等)、脂質、代謝物以及蛋白質被封裝入外泌體中,外泌體將他們作為生理和病理信息傳遞給受體細胞參與細胞間通訊。這個“小東西”可是承擔著細胞間信號傳輸載體的重要任務。可參與到機體免疫應答、抗原提呈、細胞遷移、細胞分化、腫瘤侵襲等方方面面。

Exosomes: A cell-to-cell transit system in the human body with pleiotropic functions(Scienc;IF:47)
1、外泌體與癌癥
外泌體在腫瘤的發生、發展和轉移中起著至關重要的作用。外泌體可以誘導或促進腫瘤形成。例如:源自乳腺癌和前列腺癌細胞的外泌體通過轉移其miRNA誘導腫瘤(ref:PMID25446899; IF:31+)。來自轉移性乳腺癌細胞的外泌體 miR-200 增強了上皮間質轉化 (EMT) 和其他弱轉移性乳腺癌細胞的轉移(ref:PMID25401471; IF:14+)。
大多數研究中,癌細胞來源外泌體的基質細胞受體是癌癥相關成纖維細胞 (CAF) 和免疫細胞,它們在腫瘤微環境中相互動態調節。不同的癌細胞衍生的外泌體物質,如核酸、信號蛋白和代謝物,可以對基質細胞產生促腫瘤作用(ref:PMID25621950; IF:28+)。基質到癌細胞的外泌體交換也調節癌癥進展和轉移,e.g.成纖維細胞衍生的外泌體還通過誘導Wnt-PCP自分泌信號來刺激乳腺癌細胞的遷移(ref:PMID23260141; IF:41+)。
外泌體還與腫瘤微環境的血管生成和細胞外基質重塑有關,這是腫瘤生長和轉移擴散的關鍵步驟。e.g.來自缺氧膠質母細胞瘤 (GBM) 細胞的外泌體誘導內皮細胞的促血管生成過程和 GBM細胞增殖 (ref:PMID24735924; IF:31+)。
癌細胞脫落的外泌體會促進對各種化學治療劑和抗體的耐藥性。e.g.CAF衍生的外泌體 miR-21與卵巢癌細胞中的 APAF1結合賦予癌細胞對紫杉醇抗性(ref:PMID27021436; IF:14+)
。外泌體直接與治療劑相互作用并降低了它們對癌細胞的功效,或者是由于外泌體(主要來自CAF)改變了癌細胞的轉錄組以促進其存活。

Biogenesis and identification of exosomes(Scienc;IF:47)
2、外泌體作為癌癥的診斷和預后標志物
液體活檢相比組織活檢對患者造成的創傷性更小因而迅速受到關注。外泌體廣泛富集于人體的血液、乳汁、尿液、腦脊髓液以及唾液等多種體液中,它的脂質膜可保護其內容物免受體液中酶的損害,具有高度的穩定性。此外,外泌體中包含了特異性的腫瘤標志物。這些特點都使其成為癌癥液體活檢的新靶點。

圖片來源:https://sci-hub.se/10.1021/acsami.8b12725
藥物載體
外泌體是天然的分泌性膜囊泡,具有很好的耐受性,且毒性低,本身作為藥物有效載體進入到其它細胞中,因而具有潛在的藥物靶向遞送能力。使用外泌體遞送miRNA/siRNA的抗癌治療臨床前測試已用于嚙齒動物的乳腺癌、神經膠質瘤和胰腺癌(ref:PMID23032975; 23419525;29669940)。
外泌體諾貝爾獎封神之路
1974年,諾貝爾生理學或醫學獎授予Albrt Claude,Chrisyian de Duv,George E.Palade關于細胞機構和囊泡功能的相關發現。
1983年,外泌體首次于綿羊網織紅細胞中被發現。
1985年,諾貝爾生理學或醫學獎授予Michael S.Brown,Josph L.Goldstin,關于膽固醇代謝囊泡調控的研究成果。
1987年Johnstone將其命名為“exosome”
1999年,諾貝爾生理學或醫學獎授予Gunter Blobel,他進一步提出了分泌蛋白進入內質網的信號肽學說。
2013年,諾貝爾生理學或醫學獎授予James E.Rothman,Randy W.Schekman,Thomas C.Südhof三位科學家,表彰其在細胞間囊泡運輸調控機制領域作出突出貢獻
……

外泌體生信相關研究
近幾年由于在臨床上的巨大應用價值,其研究熱度持續攀升,成為科研熱點,相關論文發表數量呈爆炸式增長。目前,外泌體基于自測數據發文的一般的發文形式:1、新的分子標志物篩選 2、分子機制探索,例如:ceRNA機制。
小編特意找了下,基于公開數據研究外泌體的純生信文章寥寥無幾,原因可能是單個數據集樣本量及臨床信息不多、能挖的東西基本都分析過了再挖意義不大等。隨著外泌體研究越來越多涌現了很多外泌體開源數據,那么我們能利用這些數據做什么分析呢?
下面給大家展示一篇別人怎么基于公開數據做外泌體分析

主要結果:
1、收集癌癥外泌體marker(不區分),基于單細胞數據構建外泌體signature

2、預后signature的泛癌研究(TCGA)


3、免疫治療隊列分析

外泌體預后signature免疫浸潤研究

絮絮叨叨說了這么些,有人就問了,如果想研究外泌體,那么應該怎么做呢?不管是想盤活外泌體自測數據還是基于公開數據分析外泌體,一句話請聯系我們吧!
