PNAS：外泌体诊断/治疗脑发育障碍

外泌体曾被视为细胞扔出来的一小袋“垃圾”，现在被理解为是对我们的健康至关重要的东西。近年来，一些成功表明，外泌体与癌症和阿尔兹海默症等神经退行性疾病扩散有关。直至今日，它们在大脑发育中的角色仍然是个迷。

外泌体，曾经被视为细胞扔出来的一小袋“垃圾”，现在被理解为是对我们的健康至关重要的东西。近年来，一些成功表明，外泌体与癌症和阿尔兹海默症等神经退行性疾病扩散有关。直至今日，它们在大脑发育中的角色仍然是个迷。

发表在《PNAS》杂志的最新研究，Hollis Cline博士和她Scripps研究所的同事发现，外泌体不仅是神经元和神经回路发育的组成部分，而且甚至可以恢复受发育疾病影响的脑细胞的健康。

“在大脑发育的不同阶段，细胞间需要信号传递，”Scripps研究所神经科学部主席Cline说。“我们发现，外泌体是细胞传递这些信号的方式之一。”

外泌体囊泡专门搭载脂质、蛋白质和RNA，并将它们从一个细胞运输到另一个细胞，Cline的研究确定，尤其是外泌体中的蛋白质是负责传递信号的主力。

他们调查了健康人类神经元和Rett综合征疾病（遗传驱动的大脑发育障碍，可导致自闭症样症状）模型的神经元。Cline实验室的一名神经科学家Pranav Sharma设计了一个实验来清楚地识别和比较健康神经元和患病神经元的外泌体的生物活性。通过多细胞和多功能分析，他们发现受Rett影响的外泌体不含任何有害蛋白质，但也不含对健康发育有益的必需信号蛋白。“它们不含坏东西，但缺少好东西，”Sharma说。

研究小组利用CRISPR基因编辑技术纠正导致Rett综合征的突变，然后再检查神经元外泌体的信号功能是否得到回复。“修复突变逆转了缺损，”Sharma说。

进一步，他们在Rett综合征的体外培养模型中添加健康神经元的外泌体，结果也起到了治疗作用。

“这才是我们感到最兴奋的发现：来自健康细胞的外泌体可以挽救患有Rett综合征的细胞的神经发育缺陷，”Cline说。“我们认为，这是非常有希望的。太多神经发育障碍急需治疗，虽然我们对这些疾病的潜在基因缺陷已经有所了解了，但仍缺乏治疗疾病的根本方法。”

在这项研究中，他们与加州大学圣地亚哥分校的神经科学和干细胞专家Alysson Muotri合作，使用来自Rett综合征患者的诱导多能干细胞（iPSCs）分化成的人类神经元。为了获得描述外泌体的丰富和可量化的蛋白质组学数据，他们与Scripps研究所的其他几位专家合作，包括质谱学先驱John Yates III博士和科学家Daniel McClatchy博士。

他们还将健康的外泌体注射到小鼠海马，观察到了体内神经元的增殖。有了这些发现，Cline团队打算深入研究，并探索一系列与外泌体有关的潜在临床应用问题：是否适用于自闭症谱系障碍和其他神经发育疾病的液体活检？外泌体疗法能否帮助大脑疾病患者？

参考文献：

Exosomes regulate neurogenesis and circuit assembly