我们的细胞不断交流，最近科学家们已经开发出一种有效的方法来找出它们在称为外泌体的蛋白质包装生物手提箱中发送的信息。
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这些球形外泌体位于细胞的内膜中，但最终会进入另一个细胞，运输大分子，如蛋白质、身体的基本组成部分和生物活性的驱动力，以及产生蛋白质的 RNA。
“这是一个持续的过程，”美国奥古斯塔大学佐治亚医学院细胞生物学和解剖学系的细胞生物学家 Sang-Ho Kwon 博士说，越来越多的证据表明它发生在健康状态和疾病中。
“我们正试图弄清楚外泌体在不同情况下的作用，”Kwon 博士说。他是Journal of Extracellular Vesicles《细胞外囊泡杂志》上该项研究的通讯作者，该研究详细介绍了他和他的研究团队开发的一种标记技术，用于分析来自任何特定细胞类型的外泌体的内容，以更好地了解它们在健康和疾病中的作用。
Kwon 博士说：“它们的内容可以帮助告诉我们我们的细胞在告诉彼此什么，”并且可能提供我们生病的早期线索，并帮助我们更好地了解我们是如何生病的。
人们认为，货物在外泌体形成的早期就被它们的前体内体装载在细胞膜附近，这就像在邮局出发前在邮局装满邮车一样。外泌体将留在那里，直到被细胞释放以传播到其他细胞。
Kwon 博士和他的团队希望在此过程的早期抓住货物。
目前，研究外泌体含量的主要方法是首先将外泌体从细胞培养液中分离出来，这是一个相当费力的过程，可能会产生不一致的结果。事实上，它可能会分离出不同类型的囊泡，基本上是我们体内的生物区室，外泌体只是其中的一种。
MCG 团队开发了一种更有效的方法，可以只研究外泌体的内容，并研究它们的位置。
他们的标记系统包括一种 APEX 变体，即抗坏血酸过氧化物酶，它与另一种已知会寻找外泌体的蛋白质融合。“APEX 是一种让我进入的导弹，”Kwon 说。APEX 对生物素（一种 B 族维生素）具有很高的亲和力，它会附着在附近的蛋白质上，就像发育中的外泌体携带的蛋白质一样，标记它们，因此有助于识别它们。生物素也可以穿过外泌体后面的细胞膜。另一种蛋白质，链霉亲和素，与生物素自然结合，使他们能够在质谱分析的帮助下纯化和清楚地识别蛋白质货物以及将产生未来蛋白质的 RNA。
Kwon 的重点是肾损伤，他们利用他们的系统表明，氧化应激是使用氧气的副产品，在疾病状态下过度且具有破坏性，会改变肾细胞产生的外泌体的货物含量，并在尿液中发现.例如，一些蛋白质的表达水平发生了变化，一些蛋白质甚至消失了。
他们的技术应该可以简化各种不同细胞类型通常内容的数据库的开发，这将能够比较研究它们在不同疾病状态下的内容会发生什么，例如肾损伤 Kwon 研究或癌症。
他们第一次使用标记系统是在培养的活肾细胞中。他们现在想在肾脏疾病的动物模型中使用它。
科学团队表示，该标记系统还可以帮助追踪外泌体含量如何随时间变化，以及细胞在疾病情况下对治疗的潜在反应。
已知外泌体在细胞通讯中发挥关键作用，无论是在同一类型的细胞之间还是与其他类型的细胞之间。同样，越来越多的证据表明外泌体在疾病中的作用，包括与其他细胞分享它们生病的消息，甚至可能帮助传播疾病。“这不仅仅是传递好消息。它也传递坏消息，”Kwon 说。
他指出，它们的货物在这些不同的情况下无疑会有所不同，这是能够检测到外泌体携带什么的重要原因。改变最终可能成为监测治疗反应的好方法，这是外泌体研究“爆炸式增长”的另一个方面，Kwon 说。科学家们还在探索使用外泌体实际提供治疗的潜力，方法是在这些生物包装中填充可以直接运送到所需位置的药物。
事实上，对健康和疾病至关重要的免疫细胞也在释放外泌体。这些生物隔间似乎在将细胞碎片和其他垃圾带出细胞中也起着重要作用。
“现在这是一个新兴领域，”Kwon 说。他说，蛋白质是主要的占有者，因为它们可以发送信号，但它们也可以与其他蛋白质结合并改变它们的功能。RNA 可以做同样的事情，微小的 microRNA 可以改变基因表达，从而改变细胞功能。
Kwon 在加州大学旧金山分校做博士后时，对外泌体的兴趣被封印了，他在培养皿中培养了肾小管，将重要的营养物质返回血液并消除尿液中的不良物质，并发现了外泌体发挥关键作用的证据那里的基因动态变化中的作用。
他称对外泌体的关注是“逆向科学”，大多数人都在研究细胞如何变化，而他和越来越多的同事正在研究细胞发出的包裹以了解细胞在做什么。虽然对大多数人来说可能看起来不像，但他说这实际上是一种不太复杂的处理细胞活动的方法，因为你正在寻找一个蛋白质更少的更小包装。
该研究得到了美国国立卫生研究院的支持。
Journal reference:
Lee, B.R., et al. (2022) Ascorbate peroxidase-mediated in situ labelling of proteins in secreted exosomes. Journal of Extracellular Vesicles. doi.org/10.1002/jev2.12239.
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