外泌體與肝臟疾病最新研究進展20171129

外泌體的miRNA或蛋白質等遺傳分子與肝臟病理息息相關，在肝臟疾病診斷中可作為潛在的治療靶點或分子標誌物。對外泌體的研究，將有利於闡述肝臟及其疾病的發生髮展機制，為尋求臨床可用的biomarkers和開發新的治療方法提供支持。

外泌體及其組成

上：miRNA的形成機制：細胞核中，DNA轉錄形成初始轉錄本pri-miRNA，經RNaseIII酶DROSHA剪切生成前體pre-miRNA，在核轉運蛋白Exportin-5作用下轉運至細胞質中。細胞質中，pre-miRNAs被DICER剪接形成miRNA雙鏈。其中一條鏈用於形成成熟的miRNA，另一條因穩定性差而被降解。成熟的miRNA與靶標mRNA的3』UTR結合形成RISC複合體，抑制mRNA的翻譯或促進它的降解。（下）外泌體的內容物：典型的外泌體包含各種不同的組分，包括pre-miRNAs、miRNAs、mRNA和膜標誌蛋白、MVB來源的蛋白和熱休克蛋白（分子伴侶）。

外泌體富含各種脂質、蛋白質、RNAs和DNAs。

外泌體介導的細胞間交流

外泌體可以通過轉運蛋白和miRNAs進行細胞間交流，從而作用於周圍的細胞並改變肝臟的微環境。細胞內多泡體（MVBs）與細胞膜融合，釋放內部的外泌體到細胞外，被其他細胞攝取，通過細胞膜融合或內吞作用釋放攜帶的內含物，在受體細胞中調控生理活動。外泌體介導的細胞間交流可以改變腫瘤生長、細胞遷移、抗病毒感染和細胞再生等生理過程。

體外實驗證實，小鼠和人源的肥大細胞釋放的外泌體可以被其他肥大細胞攝取，外泌體攜帶的mRNA和miRNA在受體細胞中仍能發揮功能，也就是說被轉運的外泌體mRNAs可以在受體細胞中翻譯成新的蛋白，參與生理調控過程。

外泌體作為肝臟疾病的分子標誌物

尋找肝臟疾病的新型分子標誌物一直是研究熱點，也是難點。不同肝臟疾病中，細胞分泌的外泌體所攜帶的核酸和蛋白組分之間存在差異。這些不同生理狀態下外泌體所攜帶的特異性蛋白分子、miRNA等，是潛在的分子診斷和預後標誌物。

肝細胞癌（HCC）患者中，血清外泌體miR-21、-18a、-221、-222和miR-224顯著上升，miR-101、-106b、-122和miR-195顯著下降。而HCC患者肝移植複發後，血清外泌體miR-718水平顯著下降。除外泌體外，微泡也有可能作為新型標誌物，研究發現HCV感染者中CD4+和CD8+T細胞來源的微泡含量上升；而肝臟幹細胞分泌的微泡中多種miRNAs上調。

肝臟疾病中潛在的外泌體分子標誌物miRNA

miR-122

miR-122是肝病中研究最多的miRNA分子。miR-122可以抑制HCC細胞生長，敲除後細胞活性上調，被認為是腫瘤增殖和遷移的促進因子。HCC來源的外泌體中miR-122表達下調，可能通過細胞間的外泌體交流調控細胞增殖和遷移，是HCC診治中一個不錯的靶標。然而，miR-122在酒精性肝病中上調。酒精暴露後的肝細胞分泌的外泌體中miR-122水平上升，可以被巨噬細胞攝取，促進細胞因子的分泌。

這表明，miRNA在肝病發展中起著重要作用，但即使是同一個miRNA，根據肝臟疾病的不同，其表達也存在差異。

miR-21

miR-21可能具有跟miR-122相反的功能。miR-21在HCC患者中高表達，敲除後會促進細胞凋亡，降低細胞活性。miR-21過表達可以促進CAA細胞增殖，通過靶向前列腺素轉化的關鍵酶15-PGDH。

miR-192

miR-192研究較少，可通過靶向原癌基因SLC39A6抑制HCC細胞轉移。

miR-155

miR-155與炎症調節有關，慢性HCV感染患者的血清和外周血單核細胞中表達水平升高。miR-155敲除小鼠中，含有miR-155模擬物的外泌體可以被小鼠肝細胞攝取，誘導肝細胞中的miR-155表達。miR-155缺失可以緩和蛋氨酸膽鹼缺乏飲食導致的肝脂肪變性和纖維化。

外泌體作為肝臟疾病的新型治療策略

外泌體及其攜帶的組分參與肝臟細胞的增殖、再生和遷移等生理過程，在肝臟疾病和肝損傷中起著重要作用，如HCV感染、肝癌、肝硬化、肝纖維化、酒精性脂肪肝等。抑制或阻止外泌體的分泌，或許是治療肝臟疾病的一種新型策略。此外，外泌體具有穩定性和生物安全性，也可以用作載體攜帶改造的基因或藥物，或用作疫苗誘導免疫反應殺死腫瘤細胞。

外泌體與HCV、HBV感染

　　外泌體通過轉運病毒相關分子促進細胞間的病毒感染，也可以參與病毒感染後的免疫調控和抗病毒響應過程。HCV感染的肝細胞分泌的外泌體中含有HCV相關的分子如包膜蛋白E1-E2糖蛋白、HCV-DNA等。這些HCV相關分子被外泌體轉運到其他肝細胞中造成病毒感染，且外泌體會起到一定的保護作用，抵抗抗病毒作用。

與HCV類似，HBV感染患者的血清中分離到的外泌體同樣攜帶HBV核酸分子和蛋白質。HBV陽性的外泌體會主動轉移HBV到肝細胞中。外泌體中HBV核酸分子還會抑制RIG-1和下游信號通路，導致NK細胞功能紊亂。

外泌體與HCC

　　一方面，外泌體可以通過調控細胞的惡性轉化如細胞增殖、遷移和侵襲，促進HCC的發生髮展。另一方面，惡性腫瘤細胞分泌的外泌體可以協同其他腫瘤細胞一起，調控腫瘤微環境，以利於HCC發展。人HCC細胞外泌體中含有的一系列miRNAs，會減弱其他HCC細胞中TGF-β通路上的蛋白表達，促進HCC細胞的生長。HCC細胞外泌體還會誘導非致瘤性肝細胞發生細胞遷移和侵襲，具有運動能力的HCC通過釋放外泌體誘導肝細胞分泌MMP-2和MMP-9，增強HCC細胞的侵襲能力。經HCC中分離到的CD90+外泌體處理的內皮細胞會表達更多的VEGF和VEGFR1，促進血管生成；同時誘導ICAM-1表達促進細胞轉移。還有研究表明外泌體參與HCC缺氧脅迫和藥物耐受的調控。

外泌體與肝纖維化

　　外泌體可以調控星狀細胞（HSC）活化，並參與HSC細胞遷移的進程。活化的HSC來源的外泌體中，CCN2表達升高，Twist1和miR-214表達被抑制，這些外泌體還能誘導靜止的HSC細胞表達CCN2。此外，Twist1可以誘導miR-214表達從而抑制CCN2的表達。CCL4處理的外泌體和外泌體SK1/S1P會誘導HSC遷移。

MSC分泌的外泌體可以有效減緩肝纖維化過程，這可能成為肝纖維化治療的靶點。研究顯示，CP-MSC來源的外泌體miR-125b可以抑制Hedgehog信號通路的活化，抑制纖維化；而HUC-MSC分泌的外泌體可以逆轉細胞形態和TGF-β1誘導的EMT進程，減弱肝纖維化。

外泌體研究也可以指導診治肝損傷、酒精或非酒精性脂肪肝等其他肝臟疾病。藥物誘導肝損傷（DILI）大鼠模型中，尿外泌體中的蛋白含量減少，包括CD26、CD81和其他潛在的標誌物蛋白。而另一項研究則發現DILI大鼠血清中分離到的外泌體含有更高水平的蛋白，如HSP70、HSP90等。MSCs來源的外泌體可以誘導肝細胞增殖相關基因表達，減弱CCL4誘導的肝損傷。而酒精刺激會促進外泌體的分泌，miRNAs水平也會升高，並促進細胞因子的分泌，激活單核細胞的分化。儘管已取得上述成果，我們對外泌體的研究尚不夠深入，外泌體在肝臟生理和病理中的重要作用及其臨床應用仍有待繼續探索。

1. Cai S, Cheng X, Pan X, et al. Emerging role of exosomes in liver physiology and pathology[J]. Hepatology Research, 2017, 47(2): 194-203.

　　2. Sato K, Meng F, Glaser S, et al. Exosomes in liver pathology[J]. Journal of hepatology, 2016, 65(1): 213-221.

　　3. Masyuk A I, Masyuk T V, LaRusso N F. Exosomes in the pathogenesis, diagnostics and therapeutics of liver diseases[J]. Journal of hepatology, 2013, 59(3): 621-625.

　　文：吉賽生物

　　原文：外泌體與肝臟疾病最新研究進展