【NCB】非常规外泌体形成途径——富含神经酰胺的微区促进核包膜出芽

向趋化梯度迁移的中性粒细胞通过释放次级趋化因子白三烯B4(LTB4)来扩大其募集范围。之前研究证明LTB4及其合成酶、5-脂氧合酶(5-LO)、5-LO激活蛋白(FLAP)和白三烯A4水解酶在外泌体中被包装和释放。近日Nature Cell Biology杂志上发表一篇文章，报道了含有LTB4的外泌体的生物发生起源于活化的中性粒细胞的核膜(NE)。

中性粒细胞是受伤或感染部位的第一道防线。暴露于初级化学引诱物后，例如甲酰基肽N-甲酰基-甲硫氨酸-亮氨酰-苯丙氨酸(fMLF)，中性粒细胞迅速分泌次级化学引诱物白三烯B4(LTB4)，用于保持对初级化学引诱物信号的稳健性和敏感性并显著增加迁移的范围和持久性。LTB4合成开始于花生四烯酸(AA)通过由胞质磷脂酶A2(cPLA2)易位至核膜(NE)介导的磷脂水解释放。NE相关跨膜蛋白5-脂氧合酶激活蛋白(FLAP)将释放的AA呈递给5-脂氧合酶(5-LO)，从而产生白三烯A4(LTA4)。LTA4又被LTA4水解酶(LTA4H)快速水解为LTB4。已经表明，LTB4合成酶存在于巨噬细胞、树突状细胞和化学引诱物激活的中性粒细胞分泌的外泌体中。

外泌体在多泡体(MVB)内合成为腔内囊泡(ILV)，并在MVB与质膜融合后分泌。包装在ILV中的货物的分类由四跨膜蛋白CD63、运输所需的内体分类复合物(ESCRT)复合物或对中性鞘磷脂酶(nSMase)依赖的富含神经酰胺的脂质微区的亲和力介导。体外或体内LTB4合成的抑制或通过中性鞘磷脂酶1(nSMase1)敲低抑制外泌体释放导致中性粒细胞响应无菌损伤或细菌肽的募集减少，同时募集范围减少。在这种情况下，作者设想LTB4在外泌体中的包装提供了一种在恶劣的细胞外环境中支持细胞间信号传导的机制。

LTB4合成相关蛋白包装在核膜(NE)衍生芽和活化中性粒细胞的胞质囊泡中

研究表明，中性鞘磷脂酶1(nSMase1)介导的富含神经酰胺的脂质有序微区的生成引发了核膜（NE）上LTB4合成酶的聚集。从活化的中性粒细胞中分离和分析外泌体，并确定FLAP/5-LO阳性外泌体群体与CD63阳性外泌体群体不同。此外，ALIX和FLAP在细胞核外围和胞质囊泡内的强烈共定位。作者提出NE曲率和芽形成的起始是由nSMase1依赖性神经酰胺生成介导的，这导致FLAP和ALIX募集。

5-LO阳性和CD63阴性斑点存在于LBR阳性囊泡内

作者发现nSMase1的缺失会显著下调源自LBR阳性和CD63阴性MVB的更大（>180nm）5-LO阳性外泌体的分泌，作者认为活化的中性粒细胞释放至少两种在结构、生化和功能上不同的外泌体群体，即非常规的核膜（NE）衍生外泌体和常规外泌体。事实上，最近报道了基于大小/密度、货物类型和ILV生成机制的外泌体异质性。中性粒细胞核的独特特性为趋化过程中核材料的释放提供了一个专门的环境。总之，这些观察结果阐明了LTB4分泌的机制，并确定了一种非常规的外泌体生成途径。

参考文献：

Arya SB, Chen S, Jordan-Javed F, Parent CA. Ceramide-rich microdomains facilitate nuclear envelope budding for non-conventional exosome formation. Nat Cell Biol. 2022 Jun 23. doi: 10.1038/s41556-022-00934-8. Epub ahead of print. PMID: 35739317.

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