你不知道的外泌体（3）| 专题
外泌体成为国自然的新宠儿
国内研究团队对外泌体的研究正越来越重视。在已公布的2015国家自然科学基金中标项目中，外泌体相关项目共79项，几乎各省高校都有中标的外泌体项目。外泌体基因项目总经费3689.9万元。其中中山大学宋立兵团队和康铁邦团队各中标一个200万以上的重大项目。项目经费超过50万的项目有40个，占总项目的50.6%。下图展示了2015年外泌体相关的国家自然科学基金中标总额与2014年外泌体相关的国家自然科学基金中标总额比较，增幅超过30%。
Cell：体内成像证实外泌体传递具有广泛性
2015年5月21日《细胞》（Cell）报道了Hubrecht研究所的研究团队关于癌症转移研究的重大发现。研究人员证实转移的癌细胞可以将特定的行为复制给低度恶性的癌细胞。这一研究发现提供了有关癌症行为的一些重要新见解，并有可能改善癌症的诊断和治疗。
癌症是由细胞遗传信息（DNA）累积错误所引起。一些错误可使得细胞不再理会控制生长和分化的信号，导致失控性的细胞分裂。这最终会造成肿瘤生长，其中的肿瘤细胞获得越来越多的错误。由于每个肿瘤细胞中的这些DNA错误都不相同（肿瘤异质性），这些个体肿瘤细胞的行为也可以存在差异。这造成了癌症难于治疗：一些DNA错误组合使得某些肿瘤细胞可以抵抗治疗。
为更好地了解单个肿瘤细胞的行为，研究人员开发出了特殊的显微镜技术（活体显微镜）在活体生物中拍摄了癌细胞的行为。研究人员赋予了携带不同DNA错误的肿瘤细胞不同的一种颜色——通过荧光标记物来让它们发不同颜色的光。通过摄像这些彩色细胞，可以清楚地看到哪些细胞是能动的，可以在体内移动引起转移灶。
侵袭性恶性癌细胞（蓝色）释放出了一些非常小的胞外膜泡（Evs：exosome、microvesicles等），Evs中包含有可以使细胞恶变的分子。低度恶性的细胞（红色）摄取了这些Evs改变了它们的行为：低度恶性的细胞变得更具恶性并开始转移（绿色）。
科学家们还证实，这些危险的Evs可以通过血液去到其他的肿瘤处，可以跨越长距离复制恶性行为。
文献出处：In Vivo imaging reveals extracellular vesicle-mediated phenocopyingof metastatic behavior. Cell. 2015. doi: 10.1016/j.cell.2015.04.042.
Nature：外泌体决定肿瘤转移的器官特异性
癌细胞通过血液由起源部位传播扩散到远处器官是癌症相关死亡的主要原因。这个过程并不随机；相反，一些种类的癌症细胞会通过一系列分子程序，优先寻找特定器官，并在该处筑巢。这种寻找目的地的行为涉及到逃避原发肿瘤的癌细胞（有时也被称为“种子”）和目的器官处的微环境（或叫“土壤”）的互动。
新的研究发现，种子在到达之前，能通过名为外泌体的胞外囊泡来影响“土壤”，从而为肿瘤转移做好准备。研究人员把外泌体定义为微小的，把蛋白质、脂质和核酸由一个细胞运输到另一个细胞的，可以随着血液传播到远端的胞外囊泡。
把癌细胞的外泌体注射到小鼠体内，这些外泌体会滞留在癌细胞倾向于转移的器官中。此外，这些器官特异性的外泌体能与不同的细胞类型互动。例如，靶向肺的外泌体会粘附在肺内的内皮细胞上，而靶向肝脏的外泌体则会进入库普弗免疫细胞。把癌细胞的外泌体注入相同的细胞系中，证明了外泌体促进肿瘤的器官特异性转移。
研究人员还发现了一个有趣的现象——转移到肺部的乳腺癌细胞的外泌体能把另一类通常会转移到骨头的肿瘤细胞重定向到肺部。这一发现进一步证实肿瘤细胞的转移特征并不是自主的，而是由外部因素影响的。
研究人员针对外泌体如何影响器官特异性转移提供了几条线索。他们发现，针对不同器官的外泌体拥有不同的细胞粘附受体蛋白，即细胞表面的整合素（integrin）。不同类型的外泌体会倾向性地进入拥有大量与其表面整合素对应的配体的器官中。例如，αVβ5整合素把外泌体定向到肝脏，而α6β4则定向到肺（如上图）。此外，抑制胞外体的表达或整合素的表达，能抑制癌症转移。最后，外泌体侵入目的器官时，会引起S100蛋白的合成，从而促进炎症和细胞迁移，并激活Src蛋白——这些都为癌症细胞的转移奠定基础。
文献出处：Cancer: Organ-seeking vesicles. Nature. 2015. doi:10.1038/nature15642.
Cell Research：Exosomes里也包含环状RNA
环状RNA（circRNA）是一种广泛存在的特殊的稳定RNA分子，可以参与调控哺乳动物的基因表达；Exosomes是起源于内吞的小膜性囊泡，许多类型的细胞均有分泌，它与circRNA都是近年的研究热点。复旦大学肿瘤研究所的黄胜林及何祥火课题组最新研究首次发现exosomes内含有大量的circRNAs，此项研究成果发表于Cell Research。
研究人员从MHCC-LM3肝癌细胞以及此细胞来源的exosomes中分别提取总RNA（去除核糖体RNA），进行RNA-seq分析，发现exosomes中的circRNA比exosomes来源细胞中的circRNA丰富得多。
A：Circos图显示细胞和细胞来源exosomes中的circRNA；D：circRNA与线性RNA的比例，在exosomes中比细胞中高6倍。
研究人员把exosomes中的circRNA称为exo-circRNA。Exo-circRNA是来源细胞中的circRNA的2倍以上；而且进入exosomes的circRNA比线性RNA更多。
已有的研究证实CircRNA能与miRNA结合，而miRNA在exosomes中也很丰富，于是研究人员进一步探讨了circRNA与miRNA之间的关系。CDR1as已知为miR-7海绵，研究人员转染miR-7模拟物进HEK293T细胞，检测了CDR1as在细胞和exosomes中的水平。有趣的是，发现miR-7使CDR1as在exosomes中大幅下调，但在细胞中下调轻微，表明circRNA进入exosomes的分选是受调控的，至少有部分是通过改变来源细胞的相关miRNA水平来调控的。
HEK293T细胞转染miR-7模拟物后，细胞的CDR1as及细胞来源exosomes的CDR1as水平
除了细胞来源的exosomes，研究人员也发现人血清exosomes也含有大量完整稳定的circRNA，并且结直肠癌病人血清exosomes中的circRNA与正常人差异明显，肿瘤来源的exo-circRNA有望成为癌症检测的潜在生物标志物。
文献出处：Circular RNA is enrichedand stable in exosomes: a promising biomarker for cancer diagnosis. Cell Res. 2015. doi: 10.1038/cr.2015.82.
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