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.2020年11月27日；8(1):2003505.
doi:10.1002/advs.202003505。 eCollection 2020年1月。

细胞外囊泡生物发生与生物工程研究进展

飞腾 1, 富塞内格尔 1 2
附属公司
审查

细胞外囊泡生物发生与生物工程研究进展

飞腾等。 高级科学（Weinh）. .

摘要

细胞外囊泡（EVs）是一种生物相容的纳米尺寸分泌囊泡，含有多种类型的生物分子，包括蛋白质、RNA、DNA、脂质和代谢产物。它们的低免疫原性和通过转移多种生物活性成分对受体细胞进行功能修饰的能力使其成为下一代药物输送系统的优秀候选药物。本文综述了电动汽车生物学的最新进展和电动汽车生物工程的新兴策略，并讨论了生物工程电动汽车临床翻译的前景和需要克服的挑战。

关键词：生物工程；输送系统；外泌体；细胞外小泡；微泡。

PubMed免责声明

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

数字

图1
图1
EV的生物发生和分泌。说明了EV生物发生的两种机制。外显体释放到细胞外环境的过程包括三个不同的步骤：外显体的生物生成、MVB的细胞内转运以及MVB与质膜的融合。早期内体是由质膜向内萌芽形成的（步骤1a1)，或在某些情况下来自反式高尔基网络（TGN）（步骤1a2). 早期内体成熟为晚期内体（步骤1b）并最终生成MVB，在此过程中，ILV由内体限制膜向内内陷形成（步骤2）。MVB的命运可以与质膜融合（步骤3a1)导致外泌体释放（步骤3a2). 或者，MVB可以与溶酶体/自噬体融合降解（步骤3b1, 2). 一些分子参与生物生成（例如RAB、ESCRT、syndecan、神经酰胺、四spanins等）、贩运（例如RABs、actin等）以及MVB与质膜的融合（例如SNARE）。微泡产生于质膜的直接向外萌发和分裂。一些分子参与微泡的生物生成和释放（小GTPases、ESCRT、ARRDC1、，等.）.缩写：EV，胞外囊泡；ESCRT，运输所需的内体分选复合体；MVB，多泡体；ILV，腔内小泡；RAB，RAS相关蛋白；ALIX，ALG-2相互作用蛋白X；nSMase2，中性鞘磷脂酶2；Ral‐1，Ral（Ras‐related GTPase）同源物；SNARE，可溶性NSF附着蛋白受体；VAMP7，囊泡相关膜蛋白7；SNAP23，突触体相关蛋白23；Syx1A，syntaxin 1A；ARF、ADP核糖基化因子；RohA，Ras同源家族成员A；A‐SMase，酸性鞘磷脂酶；ARRDC1，含有蛋白1.*的arrestin结构域，同系物秀丽线虫.
图2
图2
MVB生物发生机制。MVB中ILV产生的多种分子机制已被揭示。A）在典型的ESCRT依赖途径中，ESCRT‐0识别内胚层膜中的泛素化蛋白，通过PtdIns3P结合将其招募到内胚层，然后通过网格蛋白结合聚集到微结构域中。然后，ESCRT-0招募ESCRT-I，ESCRT-II招募ESCRT-2I。ESCRT-I和ESCRT-II协同诱导内体膜出芽，并将货物限制在芽内。动态招募ESCRT‐III组件用于ILV颈部的膜分离，并在ILV分离后通过VPS4进行拆卸。在非规范的ESCRT依赖途径中，HD‐PTP与ESCRT‐0结合，协同招募ESCRT-I和ESCRT-III，绕过了ESCRT-II的需要。B）在syndecan‐syntenin‐ALIX途径中，膜芽生和货物聚集可以独立于泛素和ESCRT‐0发生，但ESCRT‐的III和VPS4是切断步骤所必需的。C）神经酰胺由mSMase2从鞘磷脂中生成，在ILV生物发生的ESCRT非依赖性途径中起着关键作用。神经酰胺可形成脂筏微结构域，这可能触发ILV转化为MVB。D）CD63在ILV生物发生的ESCRT非依赖性途径中发挥着重要作用。CD63可以形成富含四spanin的微域，这可能会触发ILV转化为MVB。缩写：MVB，多泡体；ILV，腔内小泡；ESCRT，运输所需的内体分选复合物；PdtIns3P，磷脂酰肌醇3-磷酸；信号转导适配器分子；肝细胞生长因子调节酪氨酸激酶底物；TSG101，肿瘤易感基因101蛋白；液泡蛋白分选；MVB12，多泡体亚单位12；荷电多泡体蛋白；HD‐PTP，His结构域蛋白酪氨酸磷酸酶；ALIX，ALG-2相互作用蛋白X；nSMase2，中性鞘磷脂酶2。
图3
图3
电动汽车的使用和命运。EV可以通过配体-受体相互作用触发受体细胞的细胞内信号，如抗原提呈、免疫调节和形态原信号。或者，外源电动汽车可以通过进入细胞将其货物转移到受体细胞。EVs可以通过不同的机制内化到受体细胞中，包括膜融合和各种内吞途径（如受体介导的内吞作用、小窝蛋白介导的内吞作用、脂筏介导的内吞作用、吞噬作用和大细胞吞噬作用）。EV与质膜的融合可以将其内容物释放到受体细胞的细胞质中，而内吞的EV通过典型的内胚体途径到达MVB。这些内化EV可能在MVB与溶酶体融合后降解，或由与内源性ILV混合的受体细胞分泌（未显示）。此外，它们可能与MVB的限制膜反向融合，导致EV货物释放到细胞质中，这一过程尚不清楚。缩写：EV，胞外囊泡；MVB，多泡体；ILV，腔内小泡；TCR，T细胞受体；MHC，主要组织相容性复合体；PD1，程序性细胞死亡蛋白1；PD-L1，程序性死亡配体1；Fz，Frizzled受体。
图4
图4
电动汽车组成。EV含有各种DNA、RNA、蛋白质、脂质和代谢物。其中一些成分与EV的生物发生有关，而大多数其他成分在生物发生过程中富集在EV中。DNA包括dsDNA、ssDNA和mtDNA。RNA包括mRNA、miRNA、lncRNA、tRNA、snoRNA、snRNA、Y‐RNA、vRNA、piRNA、mtRNA和circRNA。膜蛋白包括四spanins（例如CD63、CD9和CD81）、MHC分子、整合素、配体（例如Hh、PD-L1）、受体（例如EGFR、PDGFR）和flotillins。内脏蛋白包括TSG101、ALIX、HSPs、syntenin和RAB GTPases。脂质包括神经酰胺、磷脂酰丝氨酸、鞘磷脂和胆固醇。请注意，没有单个EV包含所有这些组件。缩写：EV，胞外囊泡；dsDNA、双链DNA、ssDNA、单链DNA；线粒体DNA；mRNA、信使RNA；miRNA，microRNA；lncRNA，长非编码RNA；tRNA，转移RNA；snoRNA，小核仁RNA；snRNA，小核RNA；vRNA，穹窿RNA；piRNA，piwi相互作用RNA；线粒体RNA；circRNA，环状RNA；MHC，主要组织相容性复合体；Hh，刺猬；PD-L1，程序性死亡配体1；表皮生长因子受体；血小板衍生生长因子受体；TSG101，肿瘤易感基因101蛋白；ALIX，ALG-2相互作用蛋白X；热休克蛋白；RBP，RNA结合蛋白。
图5
图5
EV生物工程。各种治疗性核酸和蛋白质可以通过基因工程并入EV。理论上，任何EV膜蛋白都可以用于与治疗性靶分子融合。为了将治疗性mRNA加载到EV中，RBD（例如，L7Ae肽和Tat肽）可以与EV膜蛋白（例如，四spanins：CD9、CD63或CD81和ARRDC1）融合，它们可以利用与RBD识别元件（例如，C/D）融合的3′UTR招募mRNA箱RNA结构和TAR元件）。另一种策略是将聚a结合蛋白与EV膜蛋白融合，选择性地将mRNA招募到EV中。为了将治疗性小RNA（如miRNA、piRNA）加载到EV中，RBP（如Ago、PIWI样蛋白）可以与EV膜蛋白融合，以将其招募到EV。此外，EXOmotifs可被纳入这些小RNA中，以通过富含EV的RBP（例如，hnRNPA2B1和SYNCRIP）促进其向EV的富集。通过使用类似的策略，LncRNAs可以富集为EV。为了将治疗蛋白浓缩到EV的腔中，可以将一对PPI二聚体分别与EV膜蛋白和POI融合（例如，光诱导的CRY2和CIBN、雷帕霉素诱导的FRB和FKBP以及亮氨酸拉链），通过该二聚体可以诱导POI与EV融合蛋白相互作用。或者，POI可以直接与EV膜蛋白融合。为了改变EV的向性，不同的配体或受体（例如RVG、iRGD和EGFR纳米体）可以与EV表面蛋白（例如Lamp2、PDGFR和GPI锚定肽）融合。为了保护EV免受吞噬作用，可以在EV上表达不要吃我标签（例如CD47、CD55、CD59和CD200）。缩写：EV，胞外囊泡；mRNA、信使RNA；RBD，RNA结合域；Tat，转录的转录激活因子；UTR，非翻译区；ARRDC1，包含arrestin结构域的蛋白质1；焦油，反式激活反应；miRNA、microRNA、piRNA、piwi相互作用RNA；RBP，RNA结合蛋白；阿戈那尤特（Argonaute）；lncRNA，长非编码RNA；PPI，蛋白质-蛋白质相互作用；POI，感兴趣的蛋白质；CRY2，隐色素2；CIBN，隐色素相互作用基本螺旋-环-螺旋1的截断版本；FRB、FKBP雷帕霉素结合；FKBP、FK506结合蛋白；表皮生长因子受体；GPI，糖基磷脂酰肌醇；血小板衍生生长因子受体。
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    1. Théry C.、Ostrowski M.、Segura E.、Nat.Rev.Immunol。2009, 9, 581.-公共医学
    1. Andaloussi S.E.L.、Mäger I.、Breakefield X.O.、Wood M.J.A.、Nat.Rev.Drug Discovery 2013、12、347。-公共医学
    1. Thompson A.G.、Gray E.、Heman‐Ackah S.M.、Mäger I.、Talbot K.、Andaloussi S.E.l、Wood M.J.、Turner M.R.、Nat.Rev.Neurol。2016, 12, 346.-公共医学
    1. Van Niel G.、D'ngelo G.、Raposo G.、Nat.Rev.《分子细胞生物学》。2018, 19, 213.-公共医学

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