综述:迁移体在临床疾病病理机制、诊断和治疗中的潜在作用

【字体: 时间:2025年04月21日 来源:Journal of Nanobiotechnology 10.6

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  这篇综述系统总结了迁移体(Migrasomes)作为新型细胞器的发现历程、结构特征、生物发生机制及其在胚胎发育、血管稳态维持和线粒体质量控制等生理过程中的关键作用。文章重点探讨了迁移体在肿瘤侵袭转移、病毒感染传播、心血管疾病、神经系统疾病等多种病理过程中的调控机制,并展望了其作为诊断标志物和治疗靶点的临床转化潜力。文中详细解析了迁移体依赖的四跨膜蛋白(TSPAN4)、整合素α5β1等关键分子及CXCL12-CXCR4/RhoA等信号通路,为理解细胞间通讯提供了新视角。

  

迁移体的发现与特征

2015年由清华大学俞立团队首次在迁移细胞尾部发现的迁移体,是依赖细胞运动产生的特殊细胞器。这些直径0.5-3μm的单层膜结构富含四跨膜蛋白家族成员(如TSPAN4)和胆固醇,内部包裹着30-150nm的小囊泡,携带蛋白质、RNA甚至线粒体等物质。电镜观察显示其形似开口的石榴,因此早期被称为"石榴样结构"。迁移体的形成与收缩纤维(RFs)密切相关,当细胞迁移时,收缩纤维末端或分叉处会膨大形成迁移体。

生物发生机制

迁移体的生成经历四个精密调控的阶段:

  1. 成核:鞘磷脂合成酶2(SMS2)在细胞前缘形成焦点,催化鞘磷脂合成启动迁移体形成;
  2. 成熟:磷酸肌醇激酶PIP5K1A募集至形成位点,产生PI(4,5)P2并招募Rab35和整合素α5β1;
  3. 扩展:TSPAN4与胆固醇组装成四跨膜蛋白富集大结构域(TEMAs),通过物理机制促进膜扩展;
  4. 囊泡运输:Rab10与陷窝蛋白1(CAV1)在肌球蛋白Va驱动下,将腔内囊泡转运至迁移体。

生理功能

迁移体通过"迁移依赖性分泌"机制(Migracytosis)实现多重生理功能:

  • 胚胎发育:斑马鱼模型中,迁移体富集CXCL12等形态发生素,通过CXCR4信号轴指导器官形态发生;
  • 血管新生:单核细胞来源的迁移体携带VEGF和CXCL12,建立促血管微环境;
  • 线粒体质量控制:L929细胞通过"线粒体胞吐"(Mitocytosis)清除损伤线粒体,依赖驱动蛋白KIF5B和动力相关蛋白1(Drp1)的协同作用;
  • 凝血调控:中性粒细胞迁移时产生的迁移体表面富集凝血因子,加速伤口处血小板活化。

疾病关联与治疗潜力

肿瘤领域
肝细胞癌中CD151高表达促进迁移体形成,增强肿瘤侵袭性;胶质母细胞瘤通过迁移体排出应激损伤的自噬体,缓解内质网压力。创新性"原位解耦"策略利用碳酸氢钠纳米脂质体抑制迁移体形成,阻断肿瘤骨转移。

病毒感染
痘苗病毒(VACV)和HSV-2利用迁移体作为"特洛伊木马"进行细胞间传播。抗病毒药物达沙布韦通过阻断迁移体形成抑制病毒扩散。

心血管疾病
心肌缺血再灌注损伤中,迁移体介导的线粒体清除可减轻细胞损伤。低强度脉冲超声(LIPUS)的 cardioprotective 效应依赖TSPAN4表达。

肾脏疾病
足细胞损伤早期,尿液中迁移体数量增加早于蛋白尿出现。迁移体膜保留足细胞特异性PLA2R抗原,为原发性膜性肾病提供高灵敏度诊断标志。

神经系统疾病
脑淀粉样血管病(CAA)中,Aβ刺激巨噬细胞产生富含CD5L的迁移体,通过补体途径破坏血脑屏障。间充质干细胞(MSCs)来源的迁移体携带抗菌肽Dermcidin,显著增强巨噬细胞对肺部病原体的清除能力。

未来展望

迁移体研究仍存在诸多挑战:如何实现迁移体的定向工程化改造?能否开发靶向特定细胞亚群的迁移体载药系统?在基因治疗领域,迁移体介导的CRISPR/Cas9递送是否可突破现有递送瓶颈?随着这些问题的解决,迁移体有望成为连接基础研究与临床转化的桥梁,为疾病诊疗提供全新范式。

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