科學界明日之星-外泌體的3W1H │ ABclonal 實驗室抗體一點通

過去幾年的科學界，外泌體（Exosomes）無疑是一顆耀眼的明日之星，在科研經費縮減的大環境背景下，exosomes的研究卻是高奏凱歌，exosomes作為細胞間通訊的「橋樑」等被接連報導，exosomes的作用和功能也在不斷被揭示。目前exosomes研究主要集中在三大方向：媒介細胞通訊行為、生物標記（biomarker）篩选和藥物載體研發。

WHO-什麼是外泌體？

exosomes這一專有名詞第一次出現是在30年前，這是一種能被大多數細胞分泌的直徑約為40-100nm的微小膜泡，具有脂質膜結構，內部包裹了蛋白、mRNA和microRNA等物質。在細胞中還存在其他類型的微泡，如凋亡小體和核外顆粒物，分別促進細胞凋亡和質膜脫落。尺寸跟exosomes相當，均含有一些細胞質基質成分。它們是不同的囊泡，顯著的區別就是它們最重要的功能不同，而這一點經常被忽略。

WHERE-外泌體怎麼被發現的？

第一次發現胞外膜囊泡的存在是在50年前，那時認為它是經由細胞質膜脫落釋放的廢物，直到1983年，在研究網織紅細胞發育成紅細胞的過程中，轉鐵蛋白丟失，exosomes才被我們第一次認識。儘管1987年這種囊泡已被發現並稱作為exosomes，但它很快地再次被研究者們所忽視，人們認為它只是一種細胞的廢棄物。然而最近幾年，對exosomes研究發表的文獻比過去十年發表的文獻增長了近10倍（2006年115篇, 2015年1010篇），而這類的文獻數量還在增長中。

HOW-如何形成的？

exosomes是由管腔內的囊泡（ intraluminal vesicles，ILVs）形成的，但不是所有的ILVs都能形成exosomes，此外，他們在Endosome中的形成機制目前也尚不清楚。絕大多數傳統的膜出芽過程是膜變形把細胞器包裹進入細胞質，但是ILV形成過程中，則是膜出芽遠離細胞質，進入Endosome。這種非傳統的出芽方式不僅出現在ILV形成，同時也發生在包被的病毒從胞液中出芽以及胞質分裂中，並且需要一種特殊的機制。
ILVs（包括exosomes）至少有兩種機制：一條依賴於ESCRT（endosomal sorting complexes required for transport），一條則不依賴。

WHY-是什麼原因導致exosomes研究如此火熱？

原因一
exosomes被認為是細胞通訊和細胞間大分子轉運的一種媒介。

原因二
過去十年，exosomes在蛋白質，脂質，mRNA, miRNA和DNA傳遞中扮演著重要角色以及成為多種疾病的誘因。

原因三
exosomes具有脂質雙層膜結構，相比於人工合成的聚合物，它有利於成為特定藥物的天然載體，能很好的保護其包被的物質，且能靶向特定細胞或組織，因此成為一種很好標靶給藥系統（targeted delivery system）。

這些發現點燃了人們對exosomes的興趣。

exosomes的前沿進展

exosomes可能是癌症播散真正的種子：

西班牙國家癌症中心(CNIO)微環境和癌症轉移小組，威爾康乃爾醫學院和紀念斯隆凱特琳癌症中心共同研究證實出「腫瘤釋放數百萬的exosomes攜帶著它們的蛋白質和遺傳內含物，像『雷達』一樣，它們確保了受納器官做好迎接腫瘤細胞的準備。」具體來說，exosomes觸發了受納器官中必要的分子反應—炎症、血管形成等來迎接腫瘤細胞，這使得當腫瘤細胞到達時能夠進行增生。

藥物遞送—利用exosomes裝載siRNA治療亨丁頓舞蹈症（HD）：

遞送系統是HD等神經系統疾病寡核苷酸治療的一大障礙。麻省理工大學醫學院的研究表明，疏水修飾的hsiRNAs可有效地進入共孵育的exosomes，而不改變囊泡尺寸分佈或完整性。裝載有靶向亨廷頓mRNA的hsiRNAs exosomes可被小鼠原代皮層神經元有效內化，並抑制亨廷頓mRNA和蛋白質的劑量。遞送至腦的含hsiRNA exosomes廣泛分佈和有效性可望改ㄊ善治療HD和其它神經變性疾病的治療方法。

exosomes定序—腫瘤液體基因檢測新寵兒：

通過液體檢測對遺傳物質進行的定序有望成為癌症診斷的最重要的方法之一。exosomes可以包裹雙鏈的大DNA片段（大於2.5kb，也許甚至於10kb以上）。此外，exosomes中還包含大量的RNA，無論是miRNA還是mRNA都可以很容易透過NGS次世代定序來進行分析。由於exosomes內的DNA和RNA不像血清中的游離腫瘤DNA那樣極度分散，使得exosomes成為腫瘤基因定序的主要目標。另外，腫瘤來源的exosomes也可以顯著地在各種生物體液內富集。綜合以上優勢，可以認為exosomesDNA和RNA是一種可靠的進行腫瘤液體檢測的定序材料。