前言
作为细胞间通讯的特别重要的介质，已证明细胞外囊泡（EV）在过去二十年中广泛参与各种系统疾病，包括肾病。众所周知，根据目前的知识，肾纤维化是任何正在进行的肾病或肾损伤的适应性修复的常见病理过程。尽管已经针对各种肾病中的EV进行了大量工作，但是EVs在肾纤维化中的作用尚未详细描述和总结。5月8日广东省珠海市金湾区黄金海岸佛山市第一人民医院团队在Cell Death & Disease上发表了“The role of extracellular vesicles in renal fibrosis”,文章简要概述了EVs的定义，分类和生物过程。然后，说明了EV在肾纤维化中的潜在机制。最后，介绍了EV的最新进展以及EV对肾纤维化疾病的诊断和治疗的影响,期待更全面地了解肾纤维化中的EV，这可能是肾纤维化疾病患者的福音。
亮点
EV携带蛋白质，脂质和RNA，其在细胞通讯之间传递分子信息，从而影响受体细胞的生理和病理状态。
由于脂质双分子结构可以从细胞外环境中分离，因此EV的含量可以用作诊断肾纤维化的工具。
EV介导不同肾细胞之间的通讯并且与肾纤维化的进展相关。
问题
在肾细胞-细胞通讯过程中，EV如何定位并转运至靶细胞？
调解EVs功能的主要因素是什么？
是否关注EVs中的RNA在肾纤维化过程中是否合理？
Figure 1:外泌体和微泡的分泌和转运。外泌体的生物起源可分为三个阶段：内体，多泡体（MVB）和外泌体。早期内体由内吞形成的膜的芽形成。随后，早期内体囊泡膜向内突出以形成腔内囊泡，然后它们选择性地分选细胞质中的蛋白质和脂质以形成晚期内体，即MVB。所有这些事件都受到所谓的ESCRT复合物的调节。然而，MVB的形成也可以以不依赖于ESCRT的方式发生，例如通过四跨膜蛋白CD63，脂质代谢酶鞘磷脂酶和磷脂酶D2。组装的MVB可与溶酶体融合以进行货物降解或与质膜（PM）结合以释放囊泡。一旦细胞外释放，这些囊泡就被称为外泌体。MV，有时称为微粒（MP），通过向外出芽直接产生并从质膜脱落。该过程最初由细胞内细胞内钙离子的增加触发，其激活钙蛋白酶，将膜蛋白与细胞内的细胞骨架分离。然后将EV转运至靶细胞，并且它们的内容物可以通过与靶细胞的质膜的融合物传递至细胞质或者内化到内吞网络中，或者通过EVs表面配体与靶细胞受体结合，从而改变受体细胞的生理状态。
Figure 2:肾纤维化细胞机制中的EV。各种兴奋剂作用于肾脏细胞。受损肾细胞分泌的EV增加，其含量也发生变化。EV诱导细胞因子的释放并促进炎性细胞的聚集。此外，受损肾细胞分泌的EV可以转移到其他正常肾细胞，改变正常肾细胞的表型和成纤维细胞的活化，从而产生恶性循环，从而促进肾纤维化。
Figure 3:EV涉及肾脏纤维化中涉及的信号通路。受损肾细胞分泌EV载体，将其microRNA转移至靶细胞，促进靶细胞信号通路的激活，导致靶细胞生理状态的改变和促进肾脏纤维化。
Figure 4:MSCs分泌的EV减少肾纤维化.MSCs分泌的EV可以将其内容物转移到靶细胞，从而减少受损肾细胞中纤维化基因的表达，最终改善肾纤维化。总结了几种经典方法的进展。
EVs在肾纤维化疾病
肾纤维化是一种不可避免的病理过程，其中所有类型的CKD进展为终末期肾病.肾纤维化可发生在各种常见的肾脏疾病中。 例如，多囊肾病（PKD）的特征在于由肾小管上皮细胞（RTEC）引起的囊肿的连续累积，导致肾实质损伤和非囊性肾组织纤维化。此外，其他常见疾病，包括DN，LN和IgAN，可导致肾纤维化。一些研究表明，EV可能是炎症，免疫抑制或生长和再生的介质。在肾脏中，它们可以源自血细胞，内皮细胞，足细胞或肾小管上皮细胞，并且可以在循环，尿液或炎症中检测到。 在这里，描述了EV对各种肾纤维化疾病的贡献。
EVs在肾纤维化的细胞和分子机制
大量研究表明，EV应该是肾纤维化的潜在积极参与者。然而，促进肾纤维化的EV的确切机制仍然不成熟。需要进一步研究以确定EV如何参与肾纤维化。接下来，简要总结了EV在细胞和分子水平上在肾纤维化中的现有作用。
影响肾纤维化过程中EV释放的因素
各种应激条件，如缺氧,酸性pH48和氧化应激，可以增加EV的分泌，并引起EVs组成的显着变化。例如，高葡萄糖刺激肾小球内皮细胞分泌外泌体，从而激活肾小球系膜细胞并促进肾间质纤维化。高葡萄糖环境还诱导GEC内皮-间质转化（EndoMT），其可通过释放细胞中的外泌体而引起足细胞上皮 - 间质转化（EMT）和功能障碍。此外，高糖暴露后肾小球系膜细胞释放的外泌体数量显着减少，而miR-145水平增加。
EVs在肾纤维化的细胞机制中
在肾纤维化的初始阶段，刺激导致炎症反应，其涉及炎性细胞的募集，炎性细胞因子的释放和纤维生成效应细胞的活化。所有这些结果最终导致细胞外基质的沉积，这是肾纤维化的重要机制。此外，EV还介导与肾纤维化进展相关的各种类型细胞之间的交流.
EVs在招募炎症细胞
介导外泌体的炎性细胞的聚集是肾纤维化的重要细胞机制。在先前的研究中，实验证明来自单核细胞和内皮细胞的MP诱导细胞因子趋化因子MCP-1和细胞因子IL-6的分泌，其可导致肾小球炎症。它还证实单核细胞MPs导致血管内皮生长因子（VEGF）的足细胞分泌增加，这可能影响体内肾小球的通透性。最近，研究发现外泌体的释放增加从蛋白尿肾病中的肾小管上皮细胞（TECs）转移CCL2 mRNA，然后将它们传递给间充质巨噬细胞，诱导它们的激活和其他骨髓细胞的自分泌募集。此外，血小板衍生的EV水平在SLE中增加，并且EV中的免疫球蛋白和补体水平也增加，而在LN患者的肾小球沉积物中也检测到SLE的EV组分，这表明EV可能有助于肾小球沉积物中免疫沉积物的沉积。
EV在激活纤维生成效应细胞中的作用
纤维生成效应细胞衍生自间充质细胞，包括成纤维细胞和肌成纤维细胞。成纤维细胞来自EMT。细胞因子的释放也激活纤维生成效应细胞并导致细胞外基质的沉积。研究表明，EV可以在激活成纤维细胞中发挥作用。在缺氧条件下，受损的肾小管上皮细胞产生含有TGF-β1的外泌体并释放它们以促进相邻成纤维细胞的增殖，这表现出α-平滑肌肌动蛋白和胶原蛋白的产生。此外，研究已经证实，富含miRNA-23a的外泌体的释放源自激活巨噬细胞以促进肾小管间质炎症的缺氧TEC。
EV对固有肾细胞的损害
肾固有细胞主要包括足细胞，肾小球系膜细胞和肾小管上皮细胞。肾纤维化发展过程中细胞的损伤也起着相当大的作用。EVs在肾脏固有细胞损伤中的作用也得到了证实。受损的肾小管上皮细胞可通过释放EV影响正常细胞和其他正常肾细胞，导致肾纤维化的恶性循环。来自高葡萄糖处理的GEC的外泌体诱导足细胞EMT和屏障功能障碍。在高葡萄糖环境中，源自GMC的外泌体可通过诱导细胞凋亡和抑制细胞粘附膜蛋白和wt-1的表达来损害足细胞，也表明外泌体可调节GMC和足细胞之间的串扰。另一个证据是HK-2细胞中缺氧诱导因子的表达被血管内皮细胞释放的MPs上调。
EVs在肾纤维化的分子机制中
肾纤维化的分子机制非常复杂和广泛。各种肾脏疾病通过复杂的信号通路发展成肾纤维化。然而，EV在肾纤维化信号传导途径中的直接参与是非常罕见的。此外，micro-RNA（miRNA）近年来一直是一个热门的研究课题，并被证明与肾纤维化有关。许多研究人员表示，EV中的miRNA可直接或间接促进肾纤维化。
EVs在肾纤维化疾病中的临床应用
鉴于遗传信息转移的自然特征，目前正在研究将EV用于治疗目的的可能性。首先，EV的分子含量就像它的原始细胞的指纹。EV的商品随着疾病的状态而变化，并且EV被定位为发现新疾病生物标志物的潜在来源。尿液EV是一种很好的诊断材料，因为它易于收集和反映肾脏的病理生理状态。他们将来可能会取代肾活检。其次，干细胞衍生的EV似乎在某些条件下自然介导组织再生。在这里，总结了干细胞衍生的EV在肾脏疾病中的潜在应用的最新进展。第三，最近的证据表明EV可以用作药物递送载体以治疗和靶向特定细胞类型。因此，EV作为一种有效的遗传信息转移剂而出现，它支持一系列生物过程并具有治疗潜力。
关于未决问题的意见
对公开问题的看法如下。鉴于第一个问题，目前的研究更加相信在体内，EV表面上的蛋白质可以被远端细胞的受体识别，从而诱导类似于细胞间通信的信号转导。其他蛋白质，如酶或转录因子，可被细胞吸收，并在靶细胞中发挥作用。第二个问题是关于调节EVs功能的主要组成部分的讨论。根据大量研究，EV可以将遗传信息从供体细胞传递给受体细胞。因此，EVs内容引起了研究人员的关注。目前的研究发现，EV的内容可能包括RNA，DNA和蛋白质。然而，在阅读了大量文献后，发现大多数研究人员专注于EVs介导的功能中的RNAs。相信随着分离方法的改进和对EV的日益了解，EV中的蛋白质，DNA甚至其他未检测的内容可能在功能调解方面被挖掘出来。对于第三个问题，分析了目前的研究，并认为有必要将更多的注意力集中在肾脏纤维化的EVs中。毫无疑问，大量研究证实，EV中的RNA在肾纤维化中起重要作用。基于大量的实验结果，可以说在EV中注意RNA是合理的。然而，随着时代的进步和研究方法的成熟，认为在肾纤维化中，更多的会转移到其他EVs的内容。
结论
以动态，稳定携带生物信息为特征的EV预计是用于肾纤维化疾病的病变程度或靶向治疗载体的非常好的生物标志物。虽然前景非常看好，但仍然有艰难而漫长的旅程来实现这一潜力。EV对正常肾脏生理学的贡献及其调节病理生理过程的能力仍有待证实。我们仍然不知道EVs的动作机制以及如何有效地操纵EVs。如何大规模获得外泌体用于临床治疗也将是未来研究的重点。无论如何，随着现在迅速扩大的证据，EVs的功能及其在肾纤维化疾病中的质量和数量的变化正在被越来越多地理解。通过对EVs在肾纤维化发展中作用的深入研究，我们将为抗纤维化治疗提供更多的理论依据和额外的干预目标。简而言之，挑战仍然存在，需要我们在这个领域进行更多探索。
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EVs-Exosomes由苏大，浙大, 法国居里研究所数位博士、博后及教授创建。
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