李 洋,趙明鏡,王保福,韓小婉,孟 慧
細(xì)胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs)是指細(xì)胞釋放的,具有膜結(jié)構(gòu)的微小囊泡的統(tǒng)稱,幾乎所有類型的細(xì)胞均可分泌[1],在體液中廣泛存在,如血液、唾液、腦脊液、尿液、汗液、腹水、乳液和羊水中均可檢測到[2-3]。EVs攜帶來源于其母細(xì)胞的生物信息“貨物”,主要包括DNA、信使RNA(mRNA)、長鏈非編碼RNA(lncRNA)、微小RNA(microRNA,miRNA)及蛋白質(zhì)[1,4-5],這些生物信息被磷脂雙分子層包裹,以防在胞外空間丟失[4]。釋放到胞外空間的EVs到達(dá)靶細(xì)胞周圍后,首先通過膜上的整合素、凝集素/蛋白聚糖、T細(xì)胞免疫球蛋白及黏蛋白域分子4(Tim4)與靶細(xì)胞識別并結(jié)合,之后靶細(xì)胞通過內(nèi)吞作用、膜融合及與受體特異結(jié)合3種方式攝取EVs攜帶的“貨物”,最終靶細(xì)胞對攝取的EVs內(nèi)容物進(jìn)行內(nèi)化,產(chǎn)生特定的生物學(xué)效應(yīng),實(shí)現(xiàn)細(xì)胞之間通訊,進(jìn)而影響疾病的病理生理進(jìn)程[5-6]。根據(jù)直徑大小、來源及生成方式不同將EVs分為3類:外泌體(exosomes,Exos)、微粒和凋亡小體,詳見表1。
表1 細(xì)胞外囊泡主要類型
近年來,關(guān)于EVs在疾病中作用的研究主要集中在癌癥、神經(jīng)退行性疾病、糖尿病及心血管疾病等領(lǐng)域[4]?,F(xiàn)綜述EVs在心血管病中的作用,包括EVs分類、產(chǎn)生方式及不同來源的EVs(外泌體和微粒)在心血管疾病尤其是動脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)中的作用等,以期為EVs在心血管疾病發(fā)展中的病理機(jī)制、臨床應(yīng)用及防治心血管疾病提供新思路。
外泌體是直徑為30~200 nm的脂質(zhì)雙分子層囊泡,形成過程涉及細(xì)胞內(nèi)吞作用、質(zhì)膜雙重內(nèi)陷和多泡體形成[11-12]。在生理或病理?xiàng)l件刺激下,質(zhì)膜第一次內(nèi)陷形成內(nèi)吞小泡,此時(shí)液體和細(xì)胞外成分(主要是蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、代謝物、小分子和離子)通過內(nèi)吞作用和質(zhì)膜內(nèi)陷與細(xì)胞表面蛋白一起進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的多個(gè)內(nèi)吞小泡融合形成早期核內(nèi)體(early-sorting endosomes,ESEs)。之后ESEs內(nèi)吞細(xì)胞質(zhì)中的線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和核酸(DNA、mRNA、lncRNA及miRNA),發(fā)育為晚期核內(nèi)體(late-sorting endosomes,LSEs)。LSEs質(zhì)膜在內(nèi)吞體轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合體(endosomal sorting complexes required for transport,ESCRT)蛋白作用下進(jìn)行二次內(nèi)陷形成多個(gè)大小不一的腔內(nèi)小泡(inter-luminal vesicles,ILVs),腔內(nèi)小泡大小不同提示其內(nèi)包含的信息不同,這使得最終形成的外泌體具有高度特異性。通過ESCRT蛋白先確定腔內(nèi)小泡大小之后選擇適合的貨物,還是先由ESCRT蛋白選擇好特定的貨物之后由貨物含量決定腔內(nèi)小泡大小尚無統(tǒng)一定論[13]。因含腔內(nèi)小泡的LSEs外觀形似多囊泡,因此稱為多泡體(multivesicular bodies,MVBs)。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),多泡體主要有兩種結(jié)局:一是與自噬體和溶酶體融合從而被降解,降解產(chǎn)物被細(xì)胞回收;二是借助細(xì)胞骨架及微管網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸?shù)劫|(zhì)膜,通過多泡體對接蛋白??吭谫|(zhì)膜腔側(cè),再通過胞吐方式將腔內(nèi)小泡釋放到胞外空間,這些被釋放到胞外空間的腔內(nèi)小泡稱為外泌體[5,12,14],至于多泡體如何選擇兩種結(jié)局機(jī)制目前尚不明確。由于雙重內(nèi)陷過程,外泌體中膜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與細(xì)胞質(zhì)膜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一致[4,15]。
參與外泌體生成的蛋白主要有ESCRT蛋白、調(diào)節(jié)真核細(xì)胞內(nèi)小泡運(yùn)輸?shù)腞ab蛋白、細(xì)胞骨架蛋白、凋亡相關(guān)基因2-相互作用蛋白X(ALIX)、四跨膜蛋白(CD9、CD63和CD81)、熱休克蛋白(HSP)、黏附分子、溶酶體相關(guān)膜蛋白1(LAMP1)和腫瘤易感基因101(TSG101)、多泡體對接蛋白、磷脂、神經(jīng)酰胺、鞘磷脂酶和可溶性馬來酰胺敏感因子附著蛋白受體(SNARE)[4,12]。外泌體普遍存在的標(biāo)志物包括ALIX、四跨膜蛋白(CD9、CD63和CD81)、LAMP1、TSG101及SNARE[12]。
除普遍存在的標(biāo)志物外,重要的是外泌體攜帶不同母細(xì)胞的生物信息及在不同病理狀態(tài)下發(fā)揮的作用。根據(jù)Exo Carta的外泌體數(shù)據(jù)庫(http://www.exocarta.org)記載,對286個(gè)不同類型的細(xì)胞和生物體來源的外泌體研究發(fā)現(xiàn)了9 769種蛋白質(zhì)、3 408種mRNA、2 838種miRNA和1 116種脂蛋白。
心血管領(lǐng)域目前主要集中于外泌體miRNA作用方面的研究。已了解到的來源于內(nèi)皮細(xì)胞、血小板、干細(xì)胞、心肌細(xì)胞、免疫細(xì)胞及脂肪細(xì)胞釋放的外泌體,現(xiàn)按照不同來源的外泌體在心血管疾病中作用進(jìn)行介紹[14,16]。
1.1 內(nèi)皮細(xì)胞來源外泌體 根據(jù)產(chǎn)生的條件及包含的miRNA不同,內(nèi)皮細(xì)胞來源的外泌體(endothelial cell-derived exosomes,EC-Exos)對心血管系統(tǒng)不但具有抗損傷的保護(hù)作用[17-19],也能促進(jìn)斑塊形成,加重心血管負(fù)擔(dān)。
有研究發(fā)現(xiàn),在缺氧/復(fù)氧(hypoxia/reoxygenation,H/R)條件下,將心肌細(xì)胞與人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞來源外泌體(human umbilical vein endothelial cell derived exosomes,HUVEC-Exos)共同培養(yǎng)后,HUVEC-Exos可激活心肌細(xì)胞絲裂原活化蛋白激酶/細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(MAPK/ERK1/2)信號通路,增加心肌細(xì)胞對缺血/再灌注(ischemia/reperfusion,I/R)損傷的抵抗能力,明顯降低心肌細(xì)胞死亡率[17]。一項(xiàng)研究表明,長期運(yùn)動或?qū)恿骷羟辛υ黾幽苌险{(diào)含miR-342-5p的EC-Exos表達(dá),miR-342-5p能抑制I/R后心臟的凋亡信號[半胱天冬酶9(Caspase-9)及氨基末端激酶2抗體(JNK2)]并增強(qiáng)生存信號[磷酸化蛋白激酶B(p-Akt)]表達(dá),產(chǎn)生內(nèi)源性心臟保護(hù)作用[18]。在氧化型低密度脂蛋白(oxidized low-density lipoprotein,ox-LDL)誘導(dǎo)下,HUVECs分泌富含miR-155外泌體,可促進(jìn)單核/巨噬細(xì)胞由抗炎的M2型轉(zhuǎn)化為促炎的M1型,加重動脈粥樣硬化病變形成[19]。
1.2 血小板來源外泌體 血小板來源外泌體(platelet-derived exosomes,P-Exos)含有多種miRNA、血小板特有糖蛋白、細(xì)胞因子、凝血因子及生長因子,參與炎癥、血栓形成、組織損傷和修復(fù)、血管生成及動脈粥樣硬化等多種病理機(jī)制[20-23]。
有研究發(fā)現(xiàn),富含miR-223的P-Exos具有心臟保護(hù)和抗炎作用,通過抑制細(xì)胞間黏附分子-1(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)、白介素-6(interleukin-6,IL-6)、IL-8、IL-12、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor,TNF-α)等促炎介質(zhì)釋放,減少動脈粥樣硬化斑塊形成并預(yù)防缺血性心臟微血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移和增殖[11,21]。通過抑制巨噬細(xì)胞CD36表達(dá),P-Exos使巨噬細(xì)胞不能吞噬ox-LDL和膽固醇,減少泡沫細(xì)胞形成,從而發(fā)揮抗動脈粥樣硬化作用[24]。來自富血小板血漿的外泌體(PRP-Exos)不僅通過調(diào)控磷脂酰肌醇激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)和MAPK-Erk信號通路及血管生成因子,促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖和遷移,誘導(dǎo)血管生成,還可激活轉(zhuǎn)錄共激活蛋白(YAP),促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖和遷移,增加膠原合成,促進(jìn)傷口愈合[23]。
1.3 干細(xì)胞來源外泌體 干細(xì)胞來源的外泌體具有促進(jìn)心肌細(xì)胞增殖、抑制細(xì)胞凋亡、促血管生成、抗纖維化、改善心功能等作用[25-27]。目前心血管領(lǐng)域研究較多的包括造血干細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞、心臟祖細(xì)胞及胚胎干細(xì)胞來源的外泌體。
CD34+造血干細(xì)胞分泌的外泌體富含促進(jìn)血管生成的miR-126-3p,可調(diào)控血管內(nèi)皮生長因子、血管生成素1、血管生成素2、基質(zhì)金屬蛋白酶9和血小板反應(yīng)蛋白1等血管生成通路中相關(guān)基因的表達(dá),促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖及血管生成[25]。
間充質(zhì)干細(xì)胞來源的外泌體(mesenchymal stem cell-derived exosomes,MSC-Exos)在心血管疾病中具有旁分泌免疫調(diào)節(jié)、促血管生成、抗纖維化及增加心肌收縮力等作用[26]。有研究發(fā)現(xiàn),MSC-Exos通過上調(diào)動脈粥樣硬化小鼠體內(nèi)miR-let7水平,顯著抑制脂多糖誘導(dǎo)的M1型巨噬細(xì)胞表達(dá),同時(shí)增加M2型巨噬細(xì)胞表達(dá),減少動脈粥樣硬化小鼠斑塊面積及斑塊中巨噬細(xì)胞浸潤現(xiàn)象[28]。
心臟祖細(xì)胞(cardiac progenitor cell,CPC)是目前用于心臟修復(fù)的最佳干細(xì)胞類型之一,具有促進(jìn)心肌細(xì)胞增殖、抑制細(xì)胞凋亡、促進(jìn)血管生成、抗心肌纖維化、減少梗死面積和瘢痕形成的作用,CPC對心臟的有益作用主要通過其分泌的外泌體(CPC-Exos)實(shí)現(xiàn)[27]。CPC-Exos含有豐富的miRNA,有利于細(xì)胞之間信號傳遞,是功能表達(dá)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)?,F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)CPC-Exos中過表達(dá)的miRNA包括miR-132、miR-210、miR-21、miR-17、miR-103、miR-146a、miR-133a、miR-451、miR-20a、miR-15b、miR-181a和miR-323-5p,CPC-Exos通過這些miRNA在心臟疾病中發(fā)揮保護(hù)作用[27,29-30]。
胚胎干細(xì)胞(embryonic stem cell,ESC)具有分化為機(jī)體所有細(xì)胞類型的能力,促進(jìn)心肌細(xì)胞增殖和血管生成,抑制細(xì)胞凋亡,抗纖維化[11]。有研究發(fā)現(xiàn),ESC來源的外泌體所含的miR-294能誘導(dǎo)心肌保護(hù)反應(yīng),促進(jìn)心肌梗死后CPC存活和增殖,進(jìn)而恢復(fù)急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)小鼠心肌功能[31]。
1.4 心肌細(xì)胞來源的外泌體 心肌細(xì)胞來源的外泌體含量及種類隨著細(xì)胞應(yīng)激狀態(tài)不同而變化,在AMI、血管緊張素Ⅱ生成增加、缺氧、炎癥、損傷、葡萄糖饑餓或酒精過量等情況下,心肌細(xì)胞釋放外泌體增加,根據(jù)攜帶的miRNA不同對受損心臟產(chǎn)生的作用不同。有研究發(fā)現(xiàn),2型糖尿病大鼠受損心肌釋放含有高水平的miR-320外泌體,心肌細(xì)胞通過外泌體將miR-320轉(zhuǎn)移到內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)揮抗血管生成的功能[32];心肌梗死小鼠模型發(fā)現(xiàn)心肌源性細(xì)胞分泌的外泌體表達(dá)miR-146a,具有促進(jìn)血管新生、保護(hù)心臟的功能[33]。
1.5 免疫細(xì)胞來源的外泌體 免疫細(xì)胞既可作為供體細(xì)胞分泌外泌體發(fā)揮生物效應(yīng),又可作為受體細(xì)胞與其他細(xì)胞來源的外泌體結(jié)合,誘導(dǎo)適應(yīng)性免疫或體液免疫的發(fā)生。免疫細(xì)胞來源的外泌體已證明有助于抗原呈遞和免疫細(xì)胞調(diào)節(jié),B細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞(dendritic cells,DCs)分泌的外泌體具有主要組織相容性復(fù)合體(major histocompatibility complex,MHC)Ⅰ類和Ⅱ類功能,成熟DCs分泌的外泌體可將MHC-Ⅰ類蛋白復(fù)合物轉(zhuǎn)移至鄰近的DCs,增強(qiáng)免疫反應(yīng)[30,34-35]。
成熟的DCs來源外泌體以類似于脂多糖方式,通過膜表面TNF-α介導(dǎo)的核因子κB(NF-κB)途徑誘發(fā)HUVECs炎癥,并能使ApoE-/-小鼠AS病變明顯加重[35]。單核/巨噬細(xì)胞來源的外泌體將miR-155轉(zhuǎn)移至內(nèi)皮細(xì)胞中,上調(diào)ICAM-1、趨化因子配體2(CCL2)和IL-6等促炎因子表達(dá),增強(qiáng)細(xì)胞間黏附,促進(jìn)泡沫細(xì)胞形成[20,36]。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),心肌梗死后M1型-巨噬細(xì)胞(促炎型)釋放大量外泌體(M1-Exos),M1-Exos能抑制去乙酰化酶1/腺苷酸活化蛋白激酶α2(Sirt1/AMPKɑ2)-內(nèi)皮型一氧化氮合酶和Rac家族小GTP酶1-P21活化激酶2(RAC1-PAK2)信號通路,降低ECs血管生成能力,加重心肌損傷,抑制心臟愈合[37]。
1.6 脂肪組織來源的外泌體 正常情況下脂肪組織來源的外泌體(adipose-derived exosomes,Ad-Exos)被脂肪組織的巨噬細(xì)胞攝取,Ad-Exos中的三酰甘油被巨噬細(xì)胞分解為脂肪酸并將其釋放,維持機(jī)體全身代謝穩(wěn)態(tài)。當(dāng)機(jī)體脂肪過多時(shí)這種平衡被打破,過多的Ad-Exos導(dǎo)致巨噬細(xì)胞活化、促進(jìn)炎性因子釋放并導(dǎo)致全身胰島素抵抗[38]。
有研究發(fā)現(xiàn),高脂喂養(yǎng)的ApoE-/-小鼠內(nèi)臟脂肪組織分離出的外泌體可下調(diào)ATP結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)體(ABCA1和ABCG1)介導(dǎo)的膽固醇外泄,顯著促進(jìn)M1型巨噬細(xì)胞泡沫細(xì)胞生成,同時(shí)促炎性因子(TNF-α和IL-6)增加,導(dǎo)致動脈粥樣硬化病變加重[39]。一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),Ad-Exos中主要發(fā)揮作用的miRNA是miR-34a,它將營養(yǎng)超載信號傳遞給脂肪常駐巨噬細(xì)胞,從而通過抑制轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子鋅指蛋白Krüppel樣因子4(Klf4)表達(dá)和巨噬細(xì)胞向M2型(抗炎型)極化,加劇肥胖誘導(dǎo)的全身炎癥和代謝失調(diào)[40]。
微粒是直徑為100 nm至1 μm的膜性小囊泡,由質(zhì)膜以類似出芽方式產(chǎn)生。細(xì)胞雙層膜通過磷脂不對稱性分布維持脂質(zhì):靠近胞外空間側(cè)富含磷脂酰膽堿和鞘磷脂,而靠近胞質(zhì)側(cè)主要由磷脂酰絲氨酸(phosphatidylserine,PS)和磷脂酰乙醇胺形成。細(xì)胞活化、凋亡或受到其他刺激時(shí),細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度增加激活了ATP介導(dǎo)的磷脂促翻轉(zhuǎn)酶,導(dǎo)致細(xì)胞雙層膜磷脂重新分布,即PS被轉(zhuǎn)運(yùn)至外側(cè)膜,而磷脂酰膽堿被轉(zhuǎn)運(yùn)至內(nèi)側(cè)膜,促進(jìn)質(zhì)膜突起成泡。之后鈣蛋白酶被激活,降解成泡部位質(zhì)膜的細(xì)胞骨架,使母細(xì)胞突起的膜作為獨(dú)立囊泡(包含母細(xì)胞的核酸、蛋白質(zhì)和脂質(zhì))分裂到胞外空間[4,41]。
參與微粒形成的蛋白主要包括磷脂促翻轉(zhuǎn)酶、鈣蛋白酶、ADP-核糖基化因子6(ARF6)、細(xì)絲蛋白、踝蛋白、半胱天冬酶及凝溶膠蛋白;若微粒是以類似于病毒出芽方式從質(zhì)膜脫落時(shí),上述蛋白發(fā)揮作用同時(shí)還需TSG101及抑制蛋白域蛋白1(ARRDC1)參與[4,41]。關(guān)于微粒的研究主要集中于其表面含有地來源于母細(xì)胞特征性蛋白,但無論來源如何,由于生成過程中PS外移至微粒表面均帶有負(fù)電荷。
微粒具有強(qiáng)大的促凝作用,這是由于帶有負(fù)電荷的PS外翻后通過Ca2+結(jié)合活化的凝血因子,從而促進(jìn)凝血酶產(chǎn)生[42];微粒具有促炎及促進(jìn)內(nèi)皮功能障礙作用,這些均導(dǎo)致動脈粥樣硬化及血栓形成,而動脈粥樣硬化和血栓形成是多種心血管疾病發(fā)展的病理因素[41,43-44]。
2.1 內(nèi)皮細(xì)胞微粒 高三酰甘油、糖尿病、高血壓和代謝綜合征等心血管疾病危險(xiǎn)因素表達(dá)水平升高時(shí),刺激內(nèi)皮細(xì)胞釋放大量的內(nèi)皮細(xì)胞微粒(endothelial microparticles,EMPs)[45-46]。EMPs發(fā)揮的作用主要是誘發(fā)炎癥[47]、促進(jìn)凝血[41],導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙和血管生成[8],促進(jìn)動脈粥樣硬化進(jìn)展和血栓形成[45]。
在微血管止血和血栓形成中EMPs發(fā)揮重要的作用。有研究發(fā)現(xiàn),在動脈粥樣硬化中CD40L陽性表達(dá)的EMPs可增強(qiáng)內(nèi)皮細(xì)胞增殖,促進(jìn)體內(nèi)新生血管形成,從而導(dǎo)致斑塊內(nèi)出血[48];另一方面EMPs促進(jìn)纖溶酶原產(chǎn)生纖溶酶,使纖溶酶具有纖溶活性,起到溶解血栓作用[47]。
ox-LDL能刺激內(nèi)皮細(xì)胞釋放攜帶ICAM-1的EMPs,增加內(nèi)皮細(xì)胞與單核細(xì)胞黏附,促進(jìn)小鼠主動脈斑塊形成[49]。來自衰老冠狀動脈內(nèi)皮細(xì)胞和急性冠脈綜合征(acute coronary syndrome,ACS)病人EMPs通過血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)1型受體(AT1R)激活,從而導(dǎo)致還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶激活MAPKs和PI3K通路,誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞過早功能障礙、衰老和血栓形成[50]。
2.2 白細(xì)胞微粒(leukocyte microparticles,LMPs) LMPs來源于粒細(xì)胞、單核/巨噬細(xì)胞和淋巴細(xì)胞,具有促進(jìn)炎癥反應(yīng)、修飾內(nèi)皮功能、促凝、促進(jìn)血栓形成及易損斑塊內(nèi)新生血管形成的作用[47,51],幾乎參與動脈粥樣硬化形成的所有階段。
LMPs的共表達(dá)標(biāo)記物是CD45,單核細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和粒細(xì)胞釋放的微粒標(biāo)記物分別是CD14、CD4和CD15[8,52]。有研究發(fā)現(xiàn),與正常人比較,無癥狀亞臨床動脈粥樣硬化病人循環(huán)LMPs水平明顯增高[53]。Leroyer等[54]對動脈粥樣硬化病人微粒水平分析后發(fā)現(xiàn),斑塊中微粒較血漿含量更多,微粒大多數(shù)來自白細(xì)胞(52.9%),其中29.5%來自CD14+巨噬細(xì)胞,15.3%來自CD4+淋巴細(xì)胞,8.1%來自CD66b+粒細(xì)胞。與斑塊穩(wěn)定病人比較,有不穩(wěn)定斑塊的病人CD11b、CD66b、LMPs水平明顯增高,可獨(dú)立預(yù)測斑塊不穩(wěn)定性[55]。
LMP能增加IL-1β、IL-8、CD40配體、MHC Ⅰ類和MHC Ⅱ類蛋白復(fù)合物及ICAM-1表達(dá),從而誘導(dǎo)白細(xì)胞激活、內(nèi)皮細(xì)胞增殖、斑塊內(nèi)新血管形成及單核細(xì)胞黏附和遷移[52-53],加重動脈粥樣硬化病理活動,且動脈粥樣硬化血栓風(fēng)險(xiǎn)高的病人血流LMPs與血管壁長期接觸可能導(dǎo)致血管壁整體惡化[51]。
2.3 血小板微粒 血小板微粒(platelet microparticles,PMPs)是由活化的血小板釋放,具有凝血、止血和促進(jìn)血栓形成的作用,心血管疾病病人外周血循環(huán)中PMPs水平高于冠狀動脈循環(huán)[56-57]。PMPs富含多種膜蛋白,這些膜蛋白(如GPⅠb、GPⅡb/Ⅲa、p-選擇素、整合素等)在凝血過程中發(fā)揮重要作用[41,58]。PMPs可促進(jìn)內(nèi)皮和單核細(xì)胞炎癥反應(yīng),在不利于血流條件下促進(jìn)白細(xì)胞相互作用和單核細(xì)胞浸潤,并與LMPs共同促進(jìn)血栓形成[59-61]。有研究表明,PMPs可直接與內(nèi)皮細(xì)胞相互作用促進(jìn)血管再生,或激活內(nèi)皮祖細(xì)胞,促進(jìn)內(nèi)皮修復(fù)[36]。miR-142-3p在血小板和PMPs中均高度表達(dá),可靶向內(nèi)皮細(xì)胞促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖,參與高血壓病人內(nèi)皮功能障礙[62]。
PMPs除是血小板活化的標(biāo)志物外,還可增強(qiáng)血小板和纖維蛋白在動脈粥樣硬化動脈壁上沉積,促進(jìn)血小板黏附,進(jìn)一步補(bǔ)充血小板,促進(jìn)血栓形成,參與動脈粥樣硬化性疾病的發(fā)生發(fā)展[47,57]。除典型作用外,PMPs還參與創(chuàng)傷愈合、炎癥反應(yīng)、糖尿病、關(guān)節(jié)炎、組織再生和癌癥等多種疾病過程[47,57]。
ApoBDs是凋亡細(xì)胞以細(xì)胞泡形式釋放到胞外空間,直徑為1~4 μm的膜性囊泡[2,59]。細(xì)胞凋亡時(shí),細(xì)胞膜皺縮內(nèi)陷形成囊泡,膜內(nèi)包含凋亡核原料,表面標(biāo)記物為碘化丙啶陽性和PS陽性[63]。根據(jù)細(xì)胞類型不同,凋亡膜突起從死亡細(xì)胞膜上以多種形式伸出,主要包括微管尖刺、凋亡原體和珠狀凋亡原體,這些突起釋放ApoBDs進(jìn)入胞外液體中[9]。有研究表明,ApoBDs的形成有助于清除凋亡細(xì)胞,與其他EVs亞群一樣,ApoBDs具有轉(zhuǎn)運(yùn)核酸或蛋白質(zhì)等物質(zhì),促進(jìn)細(xì)胞間通訊能力的作用[63-65],但關(guān)于ApoBDs在心血管疾病中的研究較少。
由于EVs攜帶母細(xì)胞信息,在特定生理和病理?xiàng)l件下發(fā)生變化,并釋放到所有可檢測到的細(xì)胞外液中,因此,EVs一方面可作為多種疾病診斷和預(yù)警的生物標(biāo)志物,另一方面可作為藥物載體或直接在治療中發(fā)揮作用。
4.1 在疾病診斷中作用 由于EVs在體液中獲取的簡便性,其有可能成為診斷心血管疾病的新方法。與正常人相比,冠心病病人血液CD31+、CD42+、EMPs和CD144+、EMPs水平均明顯增高,同時(shí)心肌梗死病人與心絞痛病人循環(huán)中兩種EMPs發(fā)現(xiàn),心肌梗死病人循環(huán)中兩種EMPs表達(dá)量更高,結(jié)果提示CD31+、CD42+、EMPs和CD144+、EMPs對冠心病具有潛在的診斷價(jià)值[66-68]。一項(xiàng)研究證明,ACS病人血清外泌體miRNA-208a表達(dá)增高,且miRNA-208a表達(dá)水平越高的ACS病人生存率越低,提示miRNA-208a可能作為ACS診斷或預(yù)后指標(biāo)[2,69]。
4.2 在治療中的作用 治療方面,EVs主要通過兩種途徑:一種是將已確定有治療作用的干細(xì)胞EVs直接干預(yù)疾病以達(dá)到治療目的,如大量臨床試驗(yàn)已證明間充質(zhì)干細(xì)胞或心臟祖細(xì)胞分泌的外泌體能保護(hù)心肌組織,抑制心肌細(xì)胞凋亡,改善心肌梗死后心功能[17,26,27];另一種是利用EVs可跨越血腦屏障具有細(xì)胞靶向的特性將藥物裝載入EVs內(nèi)應(yīng)用于治療,這樣可保護(hù)藥物的生物信息物質(zhì)免受降解酶破壞及在循環(huán)中的穩(wěn)定性[4,5,36]。
綜上所述,EVs含有豐富的母細(xì)胞來源的生物信息,可反映母細(xì)胞特定狀態(tài),同時(shí)EVs可介導(dǎo)細(xì)胞間通訊,調(diào)節(jié)鄰近或遠(yuǎn)端靶細(xì)胞功能,從而調(diào)節(jié)疾病的病理生理過程,并在心血管疾病進(jìn)展中發(fā)揮重要作用。現(xiàn)有研究證明,含有miRNA的外泌體或具有特異性蛋白的微粒在機(jī)體表達(dá)水平可預(yù)測心肌梗死、冠心病、糖尿病和腫瘤等,且由于EVs在體液中廣泛存在、獲取簡便,有望于成為心血管疾病的新型標(biāo)志物。EVs在疾病的病理機(jī)制成為新的研究熱點(diǎn),特別在細(xì)胞間、器官間通訊方面成為重要的信息交流載體,且EVs可將臨床和基礎(chǔ)相結(jié)合。目前EVs研究仍處于起步階段,且關(guān)于EVs的診斷及治療方面作用多是動物實(shí)驗(yàn)及細(xì)胞實(shí)驗(yàn),同時(shí)由于臨床研究樣本量有限,得到的結(jié)論不具有說服力,且關(guān)于外泌體和微粒分離、檢測及純化的研究方法無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),這使得人們對EVs在臨床應(yīng)用中的認(rèn)同不夠。針對這些問題,國際細(xì)胞外囊泡學(xué)會提出了EVs研究的最低限度指南(MISEV)[1],該指南包括EVs命名法、收集和預(yù)處理、分離和純化、EVs表征、功能研究及實(shí)驗(yàn)研究綜合報(bào)告6個(gè)要點(diǎn),詳細(xì)介紹了關(guān)于EVs科學(xué)研究遵循的主要事項(xiàng),強(qiáng)調(diào)了常見的誤解及方法學(xué)缺陷,為EVs研究制定了統(tǒng)一的國際規(guī)范。因此,臨床研究應(yīng)遵循該指南,使EVs的研究更規(guī)范,從而更好地為臨床研究和基礎(chǔ)研究服務(wù)。