这是一篇大神总结的外泌体综述专业知识，完完全全干货贴，有需要请记得一定收藏！
内容导读如下：
一、 外泌体简介
1.外泌体内容物
2.外泌体释放途径
3. 外泌体生物标志物
二、外泌体研究分析
1. 外泌体和肿瘤干细胞
2.外泌体和自噬
3.外泌体和miRNA
4.外泌体和lncRNA
5.外泌体和免疫系统
文末福利：【外泌体相关综述分析资源包】
一、外泌体简介
（内容物、释放途径及标志物等）
细胞外囊泡主要分为：凋亡小体、微囊泡和外泌体等。
不同类型的细胞外囊泡（EVs）
来源于尿液的外泌体透射电镜图
Ref:Theranostics. 2018 Jan 1;8(1):237-255. IF:8.537.
1、外泌体内容物
a. 四分子交联体家族成员9（CD49d, CD106）
b. microRNA (miR200, miR105)
c. 酶类（ATPase, pgk1）
d. 转录因子
e. 黏附分子（integrin: 整合素）
f. 脂质筏（cholesterol: 胆固醇）
g. 细胞骨架蛋白（Actin）
h. mRNA and DNA
i. 膜转运蛋白（Annexin, Rab GTPase）
j. 受体
k. 热休克蛋白（HSP90）
l. 病毒
Ref: J Control Release. 2015 Dec 10;219:278-294. IF: 7.877.
2、外泌体释放途径
Release of MVs and exosomes
多囊泡体和外泌体释放过程
MVB: Multi-vesicular bodies
ER: Endoplasmic reticulum
ILV: intraluminal vesicle
a. 细胞膜内吞作用-最初内涵体出现（包含膜上受体和跨膜蛋白）；
b. 成熟晚期内涵体-内生微囊泡-多囊泡体（外泌体内容物被装载入囊泡中）；
c. 外泌体通过多囊泡体与质膜融合分泌到细胞外；
d. 外泌体能够通过生物体液（如血清和淋巴）在体内传播。
Ref: Oncotarget. 2017 Jun 20;8(25):41717-41733.
3、外泌体生物标志物
Biomarkers of exosomes isolated from cells and clinical samples
CSF: Colony stimulating factor, 集落刺激因子；ESCC：食管鳞状细胞癌
Biomarkers of exosomes isolated from cells and clinical samples
Ref: J Control Release. 2015 Dec 10;219:278-294. IF: 7.877.
二、外泌体研究分析
1、外泌体和肿瘤干细胞
肿瘤干细胞（CSCs），又叫肿瘤起始细胞，能够介导肿瘤的复发和转移。
CSCs特性：
自我更新能力；
无限增殖能力；
对肿瘤治疗（如化疗）耐受。
Ref: Cancer Treat Rev. 2018 Jul 17;69:152-163. IF: 8.122.
外泌体在维持CSCs动态平衡中的作用：
A. CSCs分化为肿瘤细胞，肿瘤细胞去分化为CSCs；
B&C. 外泌体在non-CSCs和CSCs相互转换中的作用。
外泌体通过传递干性相关分子诱导肿瘤细胞去分化获得干性表型；
肿瘤来源外泌体也会影响肿瘤微环境中周围细胞，且这些非肿瘤细胞能够通过释放外泌体来促进肿瘤的发生和发展。
Ref: J Cell Mol Med. 2018 May 25. PMID: 29799161. IF: 4.302.
靶向外泌体信号通路可能打破这一动态平衡，相比于靶向CSCs和non-CSCs治疗，这可能会是新的、更好的治疗策略。
Ref: J Cell Mol Med. 2018 May 25. PMID: 29799161. IF: 4.302.
×1 通过干扰多囊泡体（MVB）形成和/或释放，抑制外泌体生物形成过程；
×2 通过阻断参与外泌体结合或内化的外泌体配体或细胞表面受体来打断受体细胞的外泌体吸收。
2、外泌体和自噬
自噬是一个动态、保守的细胞分解代谢过程，由溶酶体介导的细胞降解系统来降解细胞内过剩或受损的细胞器和蛋白聚集体，从而实现能量的再循环。
自噬在肿瘤中有着双重作用且被分为:
巨自噬；
微自噬；
分子伴侣蛋白介导自噬（CMA）。
Ref: Annu Rev Pharmacol Toxicol. 2017 Jan 6;57:375-398. IF: 13.295.
MVB: Multi-vesicular bodies
ILVs: intraluminal vesicles
a. 早期内涵体-多囊泡体/晚期内涵体-管腔内囊泡（ILV）-外泌体/溶酶体；
b. 起始-吞噬泡-自噬小体-自噬溶酶体-降解和回收；
c. 自噬小体+内涵体=自噬内涵体。
Ref: J Cell Sci. 2018 Aug 3;131(15). PMID: 30076239. IF: 4.401.
自噬和外泌体相互影响
A.ATG5-ATG16复合物介导非经典LC3B脂化，并促进V-ATP酶的分离，从而抑制多囊泡体（MVBs）的酸化及随后的溶酶体降解;
B.自噬依赖的膜联蛋白（Annexin）A2（ANXA2）分泌：需要自噬内涵体中间介导释放外泌体从而释放胞质ANXA2。
Ref:
Dev Cell. 2017 Dec 18;43(6):716-730.e7. IF: 9.616.
J Cell Sci. 2018 Aug 3;131(15). PMID: 30076239. IF: 4.401.
自噬和外泌体在神经退行性疾病中串扰
A.蛋白的异常积累和聚集是多种神经退行性疾病的标志；
B.外泌体释放和自噬降解是消除淀粉样蛋白和蛋白聚集物的两种协同途径；
C.在溶酶体或自噬功能障碍时，多囊泡体（MVBs）可能以外泌体的形式释放含有蛋白聚集物或淀粉样蛋白的管腔内囊泡（ILVs），从而减少细胞中蛋白毒性应急。
Ref: J Cell Sci. 2018 Aug 3;131(15). PMID: 30076239. IF: 4.401.
自噬和外泌体在肿瘤中串扰
A. 细胞应激（缺氧、内质网应激和化疗等）时，自噬和外泌体释放同时上调，具体分子机制尚待研究；
B. 肿瘤细胞释放外泌体增加上皮细胞内ROS水平，诱导上皮细胞DNA损伤，并通过未知机制增加自噬和促肿瘤因子释放；
C. 抗癌药物治疗的肿瘤细胞能够诱导外泌体释放，使得受体细胞保护性自噬上调，从而调节其对抗癌药物的敏感性。
Ref: J Cell Sci. 2018 Aug 3;131(15). PMID: 30076239. IF: 4.401.
3、外泌体和miRNA
miRNA生物合成
miRNAs是一类非编码RNA分子，通过与互补的靶mRNA结合，在细胞分化、增殖和生存过程中发挥着重要作用，最终导致mRNA翻译抑制或降解。
上图中为miRNA生物合成的概述，强调了与miRNA改变有关疾病的关键突变和下调因素。
Ref：Nat Rev Drug Discov. 2017 Mar；16(3)：203-222.IF：50.167.
miRNA生物合成和释放机制
一小部分miRNAs从细胞内释放到细胞外环境中：
(i) 包载入多囊泡体（MVB）并通过外泌体释放；
(ii) 合并入高密度脂蛋白（HDL）颗粒；
(iii) 与RNA结合蛋白结合，如：AGO2，从而释放miRNA–AGO复合物。
AGO2, a protein associated with the RNA-induced silenced complex (RISC)
Ref:Exp Mol Med. 2017 Jan 20;49(1):e285. PMID: 28104913. IF: 5.584.
Exo-miRs从发生恶性转化和进展肿瘤组织中释放
在肿瘤进展过程中，细胞向血液中释放exo-miRs，可作为循环生物标志物用于肿瘤的早期发现和预后评估。
Exo-miRs作为标志物优势：
A.稳定性高；
B.与非肿瘤细胞来源外泌体差异显著；
C.比血液中miRs更能提供信息。
Cancer associated fibroblast, CAF;
High-density lipoproteins, HDL;
Ref: Exp Mol Med. 2017 Jan 20;49(1):e285. PMID: 28104913. IF: 5.584.
Exo-miRs能够区分患者的不同病理状况
lncRNAs是一个转录RNA分子大家族，长度超过200nt，很少或没有已知的蛋白编码潜能。
lncRNA机制的四种模型
Ref:
Clin Pharmacol Ther. 2016 May;99(5):494-50. IF: 6.544.
Mol Cell. 2011 Sep 16;43(6):904-14. IF: 14.248.
4、外泌体和lncRNA
外泌体在肿瘤微环境中的功能作用
肿瘤细胞和基质细胞利用外泌体转运lncRNA和蛋白来修饰肿瘤微环境中的周围细胞。
Ref:Mol Cancer. 2018 Apr 20;17(1):82. PMID:29678180. IF: 7.776.
外泌体lncRNA和肿瘤耐药
RCC:
Renal cell carcinoma
PDGF:
Platelet-derived growth factor
VEGF:
Vascular endothelial growth factor
LncARSR能被包装进外泌体，从抗舒尼替尼的肾细胞癌细胞中分泌出来，将耐药性传递给受体敏感的细胞。
Ref:Cancer Cell. 2016 May 9;29(5):653-668.IF: 22.844.
外泌体lncRNA和肿瘤耐药
ESCC:
Esophageal squamous cell carcinoma
LncRNA-PART1被包装入外泌体，从吉非替尼耐药的食管鳞状细胞癌细胞中分泌出来，将抗性传递给受体敏感的细胞。
Ref: J Exp Clin Cancer Res. 2018 Jul 27;37(1):171,PMID: 30049286. IF: 6.217
外泌体lncRNA作为新的肿瘤生物标志物
越来越多的外泌体lncRNAs已经被报道在人类肿瘤中异常表达；
外泌体lncRNAs可能成为肿瘤潜在的生物标志物。
Ref: Mol Cancer. 2018 Apr 20;17(1):82. PMID:29678180. IF: 7.776.
5、 外泌体和免疫系统
在炎症相关肿瘤发展中先天性和适应性免疫细胞功能。
抗原-树突状细胞（DCs）-淋巴器官（适应性免疫反应）：
B细胞活化和体液免疫激活-先天性免疫慢性激活-改变细胞周期进程，提高肿瘤细胞存活率，促进组织重构和血管生成系统发展-促进肿瘤发展；
激活适应性免疫（T细胞介导细胞毒性等）-抗肿瘤反应。
Ref:Nat Rev Cancer. 2006 Jan;6(1):24-37. IF:42.784.
肿瘤中外泌体调节免疫系统
Panel A:
a. 直接通路：外泌体上MHC-肽复合物与T细胞上受体直接相互作用；
b&c.间接通路：外泌体与抗原呈递细胞（APCs）相互作用，b（变装）：外泌体表面被装饰；
c.被APCs内化；
d.被APCs降解，随后抗原呈递在APCs表面；
e.分泌APCs来源外泌体与T细胞相互作用。
Panel B:
外泌体能够直接活化巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞和APCs。
Ref: J Control Release. 2015 Dec 10;219:278-294.IF: 7.877.
肿瘤中外泌体调节免疫系统
Panel C:
外泌体还能抑制免疫反应，保护肿瘤细胞不被免疫细胞识别和破坏；
外泌体能够诱导T细胞凋亡，减少NK细胞和巨噬细胞活力。增加骨髓来源抑制细胞（MDSCs，具有显著抑制免疫应答能力）数量。
Panel D:
外泌体通过表达表面分子来逃避免疫识别，从而抑制补体系统的激活。
Ref: J Control Release. 2015 Dec 10;219:278-294.IF: 7.877.
外泌体与NK细胞相互作用，刺激和抑制
TEX: Tumor cell exosome;
DEX: Dendritic cell exosome;
NK: Natural killer cell.
激活：
A.肿瘤细胞来源外泌体MICA/B刺激NKG2D、HSP70与CD94相互作用；
B.树突状细胞来源外泌体ULBP1引发NKG2D；
C.树突状细胞来源外泌体IL15RA传递IL15到NK细胞IL15Rβ (和 γ)上。
Ref: Semin Immunopathol. 2018 Jun 4. PMID: 29869058. IF: 6.437.
外泌体与NK细胞相互作用，刺激和抑制
NKGD2: Activating natural killer group 2 member D;
MIC: MHC class I polypeptide related sequence;
ULBP1: UL16 binding protein 1.
抑制：
A.MICA/B或ULBPs对NKDG2的长期刺激，能够下调NK细胞受体，HSP70与CD94的相互作用也能够起到相同作用（Semin Cancer Biol. 2014 Oct;28:24-30. IF: 10.198, PLoS One. 2011 Feb 25;6(2):e16899. PMID: 21364924）；
B.肿瘤细胞来源外泌体TGFB能够使NK细胞失活，从而导致NK细胞抗肿瘤活性的全面抑制（Haematologica. 2011 Sep;96(9):1302-9. IF: 9.09）。
Ref:Semin Immunopathol. 2018 Jun 4. PMID: 29869058. IF: 6.437.
T细胞和TEX诱导免疫抑制
FASL (R): Fas ligand (Receptor);
PDL1: PD1 ligand;
Tregs: Regulatory T cells.
Ref:Semin Immunopathol. 2018 Jun 4. PMID: 29869058. IF: 6.437.
A.外核苷酸酶CD39通过“ATP-ADP-AMP”过程产生腺苷，随后，CD73通过“AMP-腺苷”产生胞外腺苷，最终导致T细胞失活；
B.肿瘤来源外泌体FASL能够通过结合T细胞FASR直接促进T细胞凋亡；
C.肿瘤来源外泌体PD-L1能够去活表达PD-1受体的T细胞；
D.肿瘤来源外泌体TGFB能够促进Tregs的形成，通过Tregs有效的调节/抑制能力导致进一步的免疫抑制。
TEX miRNA和免疫系统
Mono/MΦ: monocytes/macrophage;
DC: dendriticcells;
TERF1: telomericrepeat binding factor 1
TEX-miRNA下调NK细胞、T细胞、DCs和单核细胞/巨噬细胞免疫活性。
值得注意的是，来源于受TEX影响的巨噬细胞miRNA-155，通过外泌体被传递回肿瘤细胞，最终导致肿瘤化疗耐药；
其具体机制为：miR-155靶基因TERF1被下调，TERF1是一种端粒酶抑制剂，端粒酶上调从而促进肿瘤细胞对顺铂的耐药性（Oncol Rep. 2009 Sep;22(3):549-56）。
Ref:Semin Immunopathol. 2018 Jun 4. PMID: 29869058. IF: 6.437.
Exosome Therapies
Investigational Exosome Therapies
Exosome based clinical trials
Modifying exosome release in cancer therapy
Targeting exosomes release from cancer cells
Targeting exosomes release from cancer cells
Targeting exosomes release from cancer cells
Recommended targets of exosome biogenesis to control TDE release
miRNA and lncRNA
lncRNA: miRNA-mediated interactions.
(a) lncRNA-miRNA sponge: binds and sequesters miRNA away from their site of action, thus reducing their function within the cell.
(b) lncRNA generating miRNA. lncRNA may host miRNA both within their exons and introns.
(c) Some lncRNA are degraded by miRNA.
Ref: Clin Pharmacol Ther. 2016 May;99(5):494-501, IF: 6.544.
Therapeutic effects of exosome in stroke
BBB: blood-brain barrier;
Intravenous injection of exosomes can pass the BBB and are taken up by brain cells;
Exosomes interact with target cells and transfer their cargo by: i) the endocytosis route, ii) fusion with plasma membrane, iii) ligand–receptor interactions;
Exosomes induce neurogenesis and white matter/axonal and vascular remodeling, as well as inhibit neuroinflammation.
Ref:Stroke. 2018 May;49(5):1083-1090. IF: 6.239.
The function of MSC-derived exosomes
Multifaceted effects of TDE on different body compartments in health and disease
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