综述:细胞外囊泡介导肝脏与多器官 “对话” 的探秘之旅:机制与临床新希望

【字体: 时间:2025年03月09日 来源:Journal of Nanobiotechnology 10.6

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  研究人员聚焦细胞外囊泡(EVs),探究其在肝脏与其他器官双向通讯中的作用,为疾病治疗提供新方向。

  在人体这个复杂而精妙的 “小宇宙” 里,各个器官并非孤立存在,它们之间时刻进行着 “信息交流”,共同维持着生命的正常运转。肝脏,作为人体最大的实质性器官,在众多生理过程中都扮演着举足轻重的角色,比如免疫调控、蛋白质合成、物质代谢以及解毒等。它与其他器官之间的沟通协作,更是对维持机体的稳态平衡至关重要。然而,长久以来,人们对于肝脏和其他器官之间精确的通讯机制,尤其是细胞外囊泡(Extracellular Vesicles,EVs)在其中所发挥的作用,了解得还十分有限。EVs 是一类由细胞分泌的脂质双层包裹的小囊泡,就像一个个 “快递包裹”,里面装载着脂质、核酸、蛋白质等各种 “货物”,能够在细胞间传递信号,影响远处器官的功能。弄清楚 EVs 如何介导肝脏与其他器官的通讯,不仅有助于我们深入理解机体健康与疾病的奥秘,还可能为众多疾病的治疗开辟全新的道路。
基于此,四川大学华西医院等机构的研究人员开展了相关研究,深入探索 EVs 在肝脏与其他器官通讯中的作用机制,并对其在疾病治疗方面的潜力进行了评估。该研究成果发表在《Journal of Nanobiotechnology》杂志上,为相关领域的研究提供了重要的理论依据和新的研究思路 。

在研究方法上,研究人员综合运用了多种技术手段。一方面,通过细胞培养实验,观察不同细胞来源的 EVs 对靶细胞的影响,探究其作用机制;另一方面,利用动物模型,模拟各种疾病状态,研究 EVs 在体内环境下对肝脏和其他器官相互作用的调控。同时,借助分子生物学技术,如核酸检测、蛋白质分析等,对 EVs 的成分和功能进行深入分析,明确其中关键的信号分子和作用通路。

研究结果方面,研究人员首先介绍了 EVs 的生物学特性。EVs 根据起源不同,主要分为外泌体(exosomes)、微囊泡(microvesicles)和凋亡小体(apoptotic bodies)。它们的形成过程各有特点,外泌体是由多泡体(MVBs)与细胞膜融合释放内含体囊泡(ILVs)产生;微囊泡则是细胞膜向外出芽直接分泌形成;凋亡小体在细胞程序性死亡过程中产生。这些 EVs 能够通过多种方式被靶细胞摄取,进而影响细胞的功能和状态。

接着,研究人员详细阐述了 EVs 在肝脏与其他器官双向通讯中的作用。在肝脏与骨骼的通讯中,富含亮氨酸的 α-2 - 糖蛋白 1(LRG1)的小细胞外囊泡(sEVs)可抑制破骨细胞分化,而糖尿病患者肝脏组织来源的 EVs 则会促进牙周韧带细胞的焦亡,导致骨质流失。同时,骨骼来源的 EVs 也能调节肝脏的免疫反应,影响肝脏损伤的修复。在肝脏与心血管系统方面,脂肪肝细胞来源的 EVs 会促进动脉粥样硬化和肥胖相关心肌病的发展,不过运动可增加肝脏来源 EVs 中 miR-122-5p 的水平,改善心血管健康。在肝脏与肠道的研究中发现,肠道来源的 EVs 在不同病理状态下对肝脏的影响不同,既可以抑制肝纤维化,也可能导致肝脏损伤和炎症。肝脏与胰腺之间,胰腺 β 细胞来源的 EVs 会诱导肝脏胰岛素抵抗,而肝脏来源的 EVs 则能调节胰腺 β 细胞的胰岛素分泌功能。肝脏与大脑之间也存在复杂的相互作用,例如高氨血症小鼠血浆 EVs 中的肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)会影响大脑功能,而脑损伤后大脑来源的 EVs 会导致肝脏损伤。此外,研究还涉及了肝脏与肺、肾脏、脂肪组织等器官之间通过 EVs 进行的通讯及其对相关疾病的影响。

在疾病治疗潜力方面,研究表明间充质干细胞(MSCs)来源的 EVs 具有治疗肝脏疾病的潜力。骨髓间充质干细胞来源的 EVs(BMSC-EVs)可通过多种机制减轻肝纤维化、改善慢性肝损伤、促进肝脏再生以及治疗自身免疫性肝炎(AIH);脂肪间充质干细胞来源的 EVs(ADSC-EVs)同样能缓解肝纤维化、减轻肝缺血再灌注损伤(HIRI),并对非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)有一定的治疗作用。此外,针对 EVs 的靶向药物研发也展现出前景,例如针对某些影响疾病进程的关键分子,如 LRG1、Fasn 等进行靶向干预,有望成为治疗相关疾病的有效策略。

研究结论和讨论部分指出,EVs 介导的肝脏与其他器官的双向通讯在维持机体稳态中起着关键作用。通过深入研究,人们对其作用机制有了更清晰的认识,这为理解复杂疾病的发生发展过程提供了重要线索。同时,基于 EVs 的治疗策略展现出了巨大的潜力,为开发新型精准治疗方法和个性化医疗开辟了新方向。然而,目前该领域仍面临诸多挑战,如 EVs 介导的完整通讯网络尚未完全明确,现有研究多依赖体外细胞培养和动物模型,与人体生理环境存在差异,且 EVs 的异质性给研究和应用带来了困难。未来需要进一步深入研究,克服这些挑战,推动该领域从基础研究向临床应用的转化,为人类健康事业带来更多福祉。

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