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J Extracellular Vesicles:组织外泌体在肿瘤及非肿瘤性疾病中的研究进展

细胞外囊泡 (EVs) 是绝大多数细胞分泌的脂质双层膜结构。目前为止,细胞培养上清来源的EVs和体液EVs一直是EV领域的研究热点。然而,上述两种来源的EVs在疾病研究方面存在一定的局限性。

2021年12月16日,来自武汉大学口腔医院口腔颌面-头颈肿瘤外科刘冰和卜琳琳研究团队与陈刚研究团队合作研究团队,在国际著名杂志Journal of Extracellular Vesicles(IF:25.8,国际细胞外囊泡协会会刊)上发表题为 “Tissue-DerivedExtracellular Vesicles in Cancers and Non-cancer Diseases: Present and Future”的综述文章。该综述系统讨论了Ti-EVs在癌症和非癌症疾病中的最新进展,对各种病变来源Ti-EV分离和表征的工作流程进行了回顾和比较,随后提出了Ti-EVs在基础研究和临床实践中的应用前景,此外,文章讨论了目前Ti- EVs研究领域存在的挑战,并提供了潜在的解决方案及发展方向。武汉大学口腔医院肿瘤外科卜琳琳副教授、刘冰教授和陈刚教授为论文的共同通讯作者,硕士研究生李素冉及肿瘤外科青年医师满其文博士为论文共同第一作者。

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体液及细胞培养上清来源的EVs在疾病研究和早诊方面存在一定的局限性。首先,体液EVs来源于机体内的各种细胞、组织导致其组成复杂,鉴定出的标志物是否为肿瘤所特异并无清晰阐述。其次,组织微环境中包括肿瘤细胞和其他各种细胞的复杂作用,而细胞系培养则缺乏肿瘤微环境的复杂性,永生化的细胞无法反映疾病的动态进展。相比之下,直接从组织中提取的EV (Ti-EVs) 具有组织特异性、准确反映组织微环境以及携带更丰富的信息等优点,因此值得引起更高的关注(如图一)。Ti-EVs存在于组织间质中,在细胞间通讯中发挥着关键作用。此外,对从肿瘤和癌旁组织获得的Ti-EVs进行内容物的分析,其处于相同的病理生理状态下,具有高度的可比性,此外,对多个位点和不同疾病演化阶段的Ti-EVs进行分析,可能有助于洞察肿瘤进展过程的时空异质性。有助于了解疾病发生和发展的过程。迄今为止,关于Ti-EVs的研究仍显不足。

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图一 组织源性EVs的生物发生和鉴定

近10年来,Ti-EVs在疾病发生发展中的重要作用逐渐引起了人们的关注,如多种肿瘤(恶性黑色素瘤、肾母细胞瘤、胰腺癌、肺癌、直肠癌)和非肿瘤性疾病(阿尔兹海默病、代谢性疾病、肠缺血再灌注损伤)(如图二)。组织来源的EVs是某种疾病所特有的,对其内容物的成分分析,如蛋白组学,RNA测序可以用于疾病的早期诊断;由于Ti-EVs可以实现疾病发展的多阶段,多位点取样,所以可以检测疾病的进展。另外,取自手术切缘附近的Ti-EVs可以对病人进行危险分层,从而预测患者的预后及制定相应的治疗方案。

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图二 组织源性EVs研究中涉及的组织类型

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图三 组织源性EVs在临床实践中的应用

最后,针对当下Ti-EVs研究领域所存在的挑战,这篇文章提出了将来的研究方向:1)优化Ti-EV分离方法;2)标准化的Ti-EVs 的鉴定和效能分析是建立临床应用标准方案的关键;3)通过多时间点、多位点Ti-EVs分析探索疾病发展中组织微环境的时空异质性;4)在单一Ti-EV水平上,进行临床诊断标志物的检测。5)其他问题,如进行大规模的临床研究确定Ti-EVs的生物安全性,阐明用于治疗的Ti-EVs的生物分布等。基于这些考虑,Ti-EV研究领域的权威指南和新兴技术有望提高研究结果的一致性和可重复性,并优化临床应用(如图三)。 

参考文献:Tissue-derived extracellular vesicles in cancers and non-cancer diseases:Present and future. J Extracell Vesicles. 2021 Dec;10(14):e12175.​

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