NCB | 新型细胞外囊泡——起泡体

撰文 | 十一月

细胞分泌大量的细胞外囊泡（Extracellular vesicles，EVs) 参与细胞-细胞之间以及细胞-环境之间通讯。细胞外囊泡功能上参与许多生理和病理过程，比如蛋白质、脂质以及遗传信息的转移【1-5】。然而，关于细胞外囊泡的了解并不多。

近日，美国范德堡大学Dylan T. Burnette研究组与Dennis K. Jeppesen研究组合作在Nature Cell Biology上发表了文章Blebbisomes are large, organelle-rich extracellular vesicles with cell-like properties，发现细胞会释放具有封闭膜结构、体积异常大的囊泡结构，称为起泡体（Blebbisomes）。这些起泡体既存在于正常细胞也存在于癌细胞中。癌症衍生的起泡体中包含大量抑制性免疫检查点蛋白，说明起泡体作为包含有细胞器的囊泡结构能够整合和响应细胞外环境的信号。

在观察癌症细胞时，作者们发现在膜起泡后释放一些异常结构。这些膜泡突出后，肌动球蛋白的收缩力会使得起泡收缩，这些气泡会持续出现。作者们将这些结构命名为起泡体（图1）。这些起泡体的尺寸很大，很容易被光学显微镜或者电子显微镜识别。随后作者们尝试通过使用透射光显微技术-微分干涉对比来研究起泡体是如何产生的。作者们发现起泡形成过程中是一个单一的收缩事件，在此过程中细胞仍然附着在底物上。驱动力量是由分子马达产生，通过siRNA敲低myosin IIB的表达，会显著减少起泡体的释放。

图1 起泡体

通过延时成像实验作者们发现连续出现的起泡体能够持续72-96小时。膜起泡需要持续的ATP的供应，因此作者们猜测起泡体中可能包含有功能性的线粒体。荧光成像表明在起泡体形成部位的确存在线粒体之中。超分辨率显微镜也确认了起泡体中线粒体的存在。

之后，作者们想知道起泡体中的线粒体是否具有功能。为此，作者们使用了亲脂性阳离子染料TMRE，TMRE在起泡体中的线粒体中具有类似于细胞中荧光，因此起泡体中线粒体是具有正常功能的。除了在多种癌症细胞系中，作者们也在结肠成纤维细胞、心肌细胞和小鼠胚胎成纤维细胞中发现了起泡体，说明非癌症的正常细胞也会释放起泡体。

接下来作者们想知道线粒体在起泡体中是否有除了产生ATP之外的作用。ATP主要是驱动起泡体的起泡和移动。线粒体在调节细胞凋亡等细胞死亡途径中起着核心作用。通过靶向线粒体的小分子可以触发细胞凋亡，作者们发现起泡体也会经历细胞凋亡。

之后作者们希望确定起泡体在蛋白水平是否有特别之处。为此，作者们进行了高分辨率密度梯度分离实验，发现在蛋白质水平上起泡体与其他的细胞外囊泡有这很明显的区别。起泡体中含有大量的线粒体蛋白质、细胞骨架蛋白、核糖体蛋白、内质网蛋白以及高尔基蛋白，这些蛋白在其他类型的细胞外囊泡的含量很少。

因为发现起泡体中包含不同亚细胞结构中的蛋白，作者们通过染色检测了不同的细胞器在起泡体的存在。作者们发现起泡体中包含线粒体、内质网、高尔基体、核内体、溶酶体、过氧化物酶体、自噬体等，但是起泡体中并不包含细胞核。之后作者们检测起泡体是否具有生理功能。作者们发现起泡体在体内也会出现，并且癌症细胞衍生的起泡体其中包含大量的抑制性免疫检查点蛋白，可以帮助癌症细胞躲避免疫检查。

总的来说，该工作发现细胞会产生尺寸很大的、具有膜结构的细胞外囊泡称为起泡体，起泡体中包含多种不同的细胞器，为细胞外囊泡的组成进行了新的补充。

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41556-025-01621-0

制版人： 十一

参考文献

1.Jeppesen, D. K. et al. Reassessment of exosome composition.Cell177, 428–445 e418 (2019).

2. Jeppesen, D. K., Zhang, Q., Franklin, J. L. & Coffey, R. J. Extracellular vesicles and nanoparticles: emerging complexities.Trends Cell. Biol.https://doi.org/10.1016/j.tcb.2023.01.002 (2023).

3. Mathieu, M., Martin-Jaular, L., Lavieu, G. & Thery, C. Specificities of secretion and uptake of exosomes and other extracellular vesicles for cell-to-cell communication.Nat. CellBiol.21, 9–17(2019).

4. van Niel, G. et al. Challenges and directions in studying cell-cell communication by extracellular vesicles. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 23, 369–382 (2022).

5. van Niel, G., D’Angelo, G. & Raposo, G. Shedding light on the cell biology of extracellular vesicles.Nat. Rev. Mol. Cell Biol.19,213–228 (2018).

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