在生理条件下，机体可通过器官组织间相互通讯来维持代谢稳态。这种相互作用一直被认为由激素或代谢物介导，而最近的研究发现细胞外囊泡（EV）在器官“交流”中发挥重要作用。EV通过包裹各种生物活性分子：蛋白质、代谢物和核酸等，参与器官间的通讯。
近日，武汉大学生命科学学院、泰康生命医学中心的闫卫团队在国际期刊Trends in Endocrinology & Metabolism发表了题为“Extracellular vesicle-mediated interorgan communication in metabolic diseases”的综述（2023 Jun 30:S1043-2760(23)00113-3）。文章系统总结了关于EV生物合成、分泌和代谢调节的最新发现（如图A所示），并阐述了EV内容物在癌症（如图B所示）、肥胖、糖尿病和心血管疾病的器官间通讯中的生物学作用。研究人员还讨论了EV作为疾病诊断标志物的潜在应用，以及工程化EV对代谢性疾病的早期检测和治疗的相应策略。
（A）
（B）
EV作为细胞来源且异质性较强的膜囊泡，通过传输功能蛋白、脂质、代谢物和核酸等活性成分参与细胞间通讯。根据其生物合成途径和大小分布，EV进一步被分为外泌体、微囊泡和其他小体（例如Rafeesome-EV）等。与激素一样，80年前EV首次被鉴定时，人们对其性质和功能几乎一无所知。起初EV被认为是将废物排出细胞外的垃圾桶，然而近期EV在诊断和治疗多种内分泌失调和疾病中作为生物标志物和药物的新作用被广泛报道，主要体现在以下几点：
- 1. 肿瘤分泌的EV可促进癌细胞的增殖、逃脱免疫监视、建立转移的微环境。
- 2. EV作为生物活性物质（尤其是miRNA）的新介质，广泛介导脂肪组织与多个远端器官之间的通讯，影响生理病理状态。
- 3. EV可以通过影响炎症反应、细胞凋亡、心肌纤维化和血管生成调节相关细胞微环境，多方面影响心血管疾病的发生与发展。
- 4. 通过生物体液的采样（液体活检）很容易获得EV复杂物质的组成，强调了其在诊断代谢疾病方面的潜在效用，同时EV可以被改造成递送不同生物活性分子的治疗有效载体，包括小干扰RNA、反义寡核苷酸、化疗药物和免疫球蛋白等。
在这篇综述里，研究人员总结了代谢因素影响EV生物发生、分泌和内容物的的最新文献，并阐述了EV介导的器官间通讯的生物学功能，强调代谢与EV之间的相互调节机制。一方面，EV的分泌和内容物装载系统受到营养状况、细胞应激和各种生理或病理刺激的影响。另一方面，EV在癌症、肥胖、糖尿病、心血管疾病的器官-器官通讯中发挥着越来越重要的作用。考虑到EV的系统性调控广泛存在，EV在代谢性疾病的诊断和治疗方面具有巨大的潜力。尽管在过去十年中取得了重大进展，但仍有许多挑战有待解决，例如，没有特异的标志物来区分大囊泡和外泌体，这使得外泌体的分离更具挑战性。由于目前用于分离和表征的方法之间存在显著的技术差异，EV研究的转型仍处于起步阶段。毫无疑问，随着更先进的提取方法的发展，将获得更多更高纯度的EV，这将有助于研究EV分泌调节、靶向受体细胞以及摄取过程的详细机制等悬而未决的问题。为了进一步发挥其巨大的治疗潜力，未来将进一步研究装载特异性内容物、提高载药效率和精确靶向受体细胞的EV工程。由于EV生物学领域正在迅速发展，研究人员相信EV的研究将在不久的将来为我们带来一些重要的答案。参考文献：Extracellular vesicle-mediated interorgan communication in metabolic diseases. Trends Endocrinol Metab. 2023 Jun 30; S1043-2760(23)00113-3. doi: 10.1016/j.tem.2023.06.002
