外泌体在机体免疫应答中的作用

一、外泌体的产生与生物学特性

外泌体的来源、组成成分、生理功能

1. 外泌体的产生与生物学特性——来源

①exosome 是在内吞系统中形成、分泌和释放的，多种细胞在正常及病理状态下均可产生；

②细胞通过内吞途径将内吞物质转变成内吞小体，称为早期内体；

③早期内体在成熟过程中囊腔中的内含物和表面分子构成发生变化，囊腔中含有大量的小囊泡体；

④晚期内体又被称作多囊泡体，其一部分可以和溶酶体融合而降解，一部分和质膜融合而以胞吐的方式分泌到细胞外，形成 Exosome（外泌体）。

2. 外泌体的产生与生物学特性——组成

①蛋白质：

普通蛋白质——生物发生：细胞溶质蛋白、细胞膜融合和转运相关蛋白、信号转导蛋白、热休克蛋白、四次跨膜超家族等；

细胞特异性蛋白质——特定功能：免疫球蛋白超家族、共刺激分子、肿瘤抗原等。

②胆固醇与脂类

富含胆固醇；

脂类：鞘磷脂、磷脂酰丝氨酸、神经节甘苷脂等

③核酸

携带的 mRNA 成分可以进入细胞浆中可以被翻译成蛋白质；

exosomes 所转移的 microRNA 在进入靶细胞后可以靶向调节细胞中 mRNA 的水平。

3. 外泌体的产生与生物学特性——生理功能

细胞通讯功能：

①免疫调节

②凋亡

③炎症

④细胞分化

⑤肿瘤侵袭

⑥血管生成

二、外泌体激活抗肿瘤免疫效应

APC 与外泌体、免疫细胞来源外泌体、肿瘤来源外泌体

1. APC 与外泌体

2. 免疫细胞来源外泌体

①NK 细胞：

NK 细胞释放的外泌体包含 FASL、穿孔素和 NKG2D 等，能够在体外对多种肿瘤细胞发挥杀伤效应。PMID: 18394936

②B 细胞：

伯基特氏淋巴瘤细胞系和被 EB 病毒感染的 B 细胞来源的外泌体携带 LMP1 蛋白， LMP1 能够模拟 CD40 信号诱导 B 细胞的增殖分化成浆细胞。PMID: 24829410

③T 细胞：

T 细胞来源的外泌体携带 CD4 分 子，CD4 作 为 HIV 的识别受体，当表达于外泌体表面时， 能够有效中和与削弱 HIV 病毒的感染能力。PMID: 25423108

④巨噬细胞：

感染胞内病原体， 如结核杆菌的巨噬细胞所释放的外泌体，能够诱导其它未感染的巨噬细胞分泌促炎细胞因子。PMID: 17591775

3. 肿瘤及其相关来源外泌体

三、外泌体诱导机体免疫耐受

1. 外泌体诱导机体免疫耐受——凋亡

①卵巢癌 TEXs 抑制 T 细胞活化的信号分子 CD3 -ξ和 JAK 3 的表达，从而诱导 T 细胞凋亡。PMID: 15655551

②来源于肿瘤细胞的外泌体能携带 TRAIL、galectin 9 或 FASL 分子， 从而诱导 CD8 +T 细胞的凋亡，如黑素瘤 TEXs 表达 FasL 在体内能潜在地诱导 T 细胞凋亡。PMID: 19005181

③FrarIgsmyr 等发现合胞体 (胚胎) 滋养层能产生 FasL 并以 exosome 的形式释放到胞外，这些胚胎中含 FasL 的 exosome 诱导表达 Fas 的效应细胞凋亡。PMID: 15579659

④膀胱癌细胞来源的外泌体， 能通过激活 Akt 和 EＲK 信号通路的方式抑制肿瘤细胞凋亡。PMID: 23969721

2. 外泌体诱导机体免疫耐受——抑制免疫细胞/诱导免疫抑制性细胞产生

3. 外泌体诱导机体免疫耐受——免疫相关因子

①MSCs-exo 中的细胞调节性因子，如 TGF、TNF、IFN、IL- 10、PGE2、HGF、IDO，吲哚胺 2、iNOS 及其产物 NO 等，可抑制树突状细胞、单核巨噬细胞分泌炎症因子，诱导免疫耐受。PMID:23845188

②接触过抗原的 IECs 的 exosome 分泌如 TGF-β、IL- 10 等抗炎性的细胞因子, 诱导免疫耐受。PMID: 28283433

③胰腺癌细胞来源的低氧外泌体以 HIF1a 或 HIF2a 依赖性的方式诱导巨噬细胞的 M2 极化，促进抗炎反应等。PMID: 29880482

④Waterhouse 等发现怀孕期胎盘细胞来源的外泌体中含有一种特异性糖蛋白，是转铁蛋白 CD9 的配体，能诱导单核细胞抗炎症细胞因子的分泌，因而保护了胎儿免受母体免疫系统的排斥。PMID: 18275518

四、归纳与应用

1. 总结

①外泌体主要发挥抗肿瘤免疫效应，通过增强抗原递呈或直接激活免疫细胞加强免疫应答。

②外泌体的供体细胞来源多种多样，如树突状细胞、APC 甚至免疫细胞本身，且同一种细胞细胞在不同生理环境下分泌的外泌体功能不同，可促进免疫应答，也可免疫抑制。

③供体细胞分泌的外泌体功能有偏向性，比如树突状细胞 exo 主要起抗肿瘤免疫作用，MSCs-exo 主导免疫抑制。

④外泌体诱导机体免疫耐受可通过促进免疫细胞凋亡、抑制免疫细胞活化、诱导/激活免疫抑制性细胞产生、促进免疫抑制因子/降低促炎因子等方式。

2. 灵活运用

①扩展外泌体的来源，如树突状细胞、肿瘤细胞、肿瘤患者胸腹水、APC、免疫细胞等。

②主要考虑外泌体的抗肿瘤作用，且注意不同供体细胞的外泌体偏向功能，如树突状细胞 exo 主要发挥抗肿瘤效应，MSCs-exo 对免疫起抑制作用等。

③分泌方式可考虑旁分泌和内分泌，即受体细胞为同种细胞或异种细胞。

④激活免疫应答功能：

1）某细胞来源的外泌体携带 XXX 蛋白， XXX 蛋白作用于免疫细胞表面 CD 分子信号，诱导 免疫细胞的增殖分化；

2）TEX 含某种肿瘤抗原，通过增强抗原递呈功能，加强机体免疫应答

⑤免疫抑制功能：

1）某细胞来源外泌体携带的某成分抑制 T 细胞活化的信号分子 CD3 -ξ和 JAK 3 的表达，从而诱导 T 细胞凋亡；

2）某细胞来源外泌体通过与免疫细胞上的免疫抑制分子受体结合来介导负向信号，或者激活 MDSC，下调免疫应答；

3）某细胞来源外泌体中的调节因子作用于单核/巨噬细胞，促进抗炎因子/抑制促炎因子，诱导免疫耐受。