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Cell Commun Signal | 南方医科大口腔医院麻丹丹/空军军医大口腔医院刘世宇:凋亡囊泡的生物学功能及应用研究进展

​凋亡囊泡是由凋亡细胞产生的细胞外囊泡,曾被认为是废物或有害物质,但现在被认为在信号转导和稳态调节中起重要作用。既往凋亡细胞释放的囊泡被命名为凋亡小体,但现在的观点认为凋亡囊泡是一群具有高度异质性的囊泡,可分为凋亡小体、凋亡微囊泡和凋亡外泌体,它们在生物发生、大小和功能上有所差异。作为凋亡细胞的产物,凋亡囊泡可以被免疫细胞募集和吞噬,因此更适合作用于免疫细胞相关的环境或疾病。此外,凋亡囊泡可以从其亲代细胞中继承物质和信息,并将其传递给受体细胞,在信号转导、稳态调节和组织再生中发挥关键作用。

近日,南方医科大学口腔医院麻丹丹教授及空军军医大学口腔医院刘世宇教授作为共同通讯作者在国际学术期刊Cell Communication and Signaling 杂志上发表了综述 “Advances in biological functions and applications of apoptotic vesicles”(2023 Sep 25;21(1):260)。该综述系统总结了凋亡囊泡应用的4个方面,包括直接治疗应用、作为载体的应用、作为疫苗的应用和在诊断中的应用,并总结归纳了现有研究的囊泡命名、亲代来源细胞、囊泡大小、诱导分离方法等,以帮助更好地克服其异质性,促进其临床转化。

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直接治疗应用以凋亡囊泡的来源分类,分为干细胞来源、免疫细胞来源、其他细胞来源以及模仿凋亡囊泡的纳米颗粒四类,其中干细胞来源的凋亡囊泡是应用最多的,该综述对应用中的受体细胞、疾病模型、实验动物、运用方式等进行了总结归纳。

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图1. 凋亡囊泡的直接治疗应用 (a)来自干细胞的凋亡囊泡 (b)来自其他细胞的凋亡囊泡

使用凋亡囊泡作为载体的应用,可按照货物加载先后分为两类,一类是先将货物加载于亲代细胞中,再诱导其凋亡形成含有货物的凋亡囊泡;另一类是先诱导亲代细胞凋亡形成凋亡囊泡后,再将货物加载于囊泡中,两种方式都有其不同的实验手段和优缺点。

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图2. 构建凋亡囊泡为载体的方法

凋亡囊泡作为疫苗可应用于自身免疫性疾病、感染性疾病和肿瘤中,既可介导免疫抑制,也可以介导免疫激活,其中在肿瘤中的应用较多。使用凋亡囊泡用于疫苗,可以不依赖于一种特定类型的抗原,增加免疫原性,但由于凋亡囊泡较强的异质性,可能影响其实际效果,进而影响了其应用。

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图3. 凋亡囊泡作为疫苗的应用

随着对凋亡囊泡的结构和特性的深入了解,对其应用的研究也在增加,因其吸引及靶向炎症细胞的特性,凋亡囊泡及其产物适合调节炎症和在炎症环境中促进组织再生,以及作为递送平台靶向炎症部位或免疫细胞。尽管目前凋亡囊泡仍面临异质性、导致高凝状态等局限和尚未解决的问题,但随着对其认识的深入,以及其分离和表征技术的进一步标准化,凋亡囊泡在免疫调节及促进再生方面仍具有巨大的应用潜力。

参考文献:
Advances in biological functions and applications of apoptotic vesicles, Cell Commun Signal. 2023 Sep 25;21(1):260. doi: 10.1186/s12964-023-01251-9.

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