外泌体注射小鼠（外泌体腹腔注射）

在这篇文章中，我们还讨论了外泌体注射小鼠和外泌体腹腔注射的技术实现，这将帮助你解决实际问题。

为什么运动可以促进外泌体的释放？有类似Ca+的这种机制详细解答的文献吗

维持着生命的运转。

心脏又是如此脆弱，各种因素（如机械作用、有毒物质、吸烟、酗酒、不良情绪等）都能让它受伤，每年因心脏相关疾病死亡的人数超过千万。

不过，作为生命力量之源的心脏，人类也有多种方式来保护它，其中最重要的方式之一就是——运动。

最近，中国第四军医大学的高峰和王立峰教授带领的联合团队发现，长期锻炼的人动脉血管会分泌更多的miR-342-5p（一种非编码RNA），并通过外泌体运送到心脏，保护受损的心肌细胞，减少心肌梗死的风险。

这项研究首次发现了miR-342-5p对心肌细胞的保护作用，并揭示了这种保护作用的完整机制，对缺血性心脏病的预防和康复有重要意义。相关研究发表在著名学术期刊Circulation Research上[1]，论文的第一作者是Zuoxu Hou和 Xinghua Qin两位同学。

高峰教授

小时候，父亲就对奇点糕说，运动可以让你拥有一颗强大的心脏。而奇点糕也从小就养成了日常锻炼的习惯，无论生病或者精神萎靡时，都喜欢通过运动来恢复状态。当奇点糕努力提高了自己的知识水平后，就越发喜欢运动了。因为有无数的科学证据表明运动可以减肥、壮骨、防癌、防痴呆等。

不仅如此，对于人类健康的最大威胁——心血管疾病，运动的益处也是显而易见的。有研究表明，运动对受损的心脏有直接的保护作用，提高人类心脏病发作时的存活率[4]，尤其是在发生“心肌缺血再灌注损伤”后。

1960年，有人在狗狗身上观察到一个现象：当心肌因阻塞而缺血后又恢复供血，会更加严重地损伤心肌组织，这个过程被称为“心肌缺血再灌注损伤（MI/R）“[2，3]。MI/R可能导致心肌细胞大面积坏死，引发严重的心肌梗死，每个人都可能遇到。

高峰教授团队曾在小鼠体内发现，长期运动能防止MI/R导致的心肌细胞凋亡，减少心肌梗死的风险[5]。但是，目前人们还不清楚运动到底是如何保护心肌细胞的。

心肌梗塞对心脏损伤很大

近段时间，外泌体成为医学研究的热点。很多细胞都能分泌一种小的（30-100 nm）内源性膜囊泡，里面包含蛋白质、mRNA和非编码RNA（如miRNA）等，在全身组织和器官之间传递信号[6]。最近有研究发现，在人类进行运动后，外泌体会增加，对心血管系统有益处[7]。

研究人员推测，运动对心肌细胞的保护作用可能是通过外泌体介导的。

他们让一组小鼠进行游泳训练，每天两次，持续4周；并以一组不运动的小鼠做对照。等最后一次训练课程结束24小时后，让小鼠发生“心肌缺血再灌注损伤”（MI/R）。检测发现，相比对照组，锻炼过的小鼠心肌梗死面积更小，血清中乳酸脱氢酶水平更低。（乳酸脱氢酶主要存在于心肌细胞以及肝、细胞中，因此乳酸脱氢酶水平偏高，可以作为心肌受损的指标）

随后，他们从锻炼组和不运动组的小鼠血液中分离出了外泌体，将这两种外泌体分别与受损的心肌细胞共孵育。发现锻炼组小鼠的外泌体能够大幅降低受损心肌细胞的凋亡，而不运动组小鼠的外泌体却没有这种效果。（受损的心肌细胞通过“有氧/无氧”过程进行诱导损伤）

左：心肌细胞吸收外泌体。右：“锻炼”的外泌体抑制心肌细胞凋亡

接着，将这些外泌体注射到正常小鼠心脏中，48小时后再对他们进行MI/R。检测发现锻炼组来源的外泌体，能够大幅减少小鼠的心肌梗死面积，改善心脏的功能，提高左室发展压最大变化速率（±dp/dtmax），降低左室舒张末压（LVEDP）等。

人体中的结果也一样。研究人员分别征集了16名健康的男性学生运动员，让他们进行1年的赛艇训练（每天1-2小时，每周6天）；又征集16名不训练的男性学生志愿者。

在最后一次训练结束的24小时后，收集他们的血液样本分离外泌体，分别与受损的心肌细胞进行共孵育。发现锻炼组学生的外泌体能抑制细胞凋亡，降低乳酸脱氢酶的释放，并提高细胞的存活率。

人体来源的外泌体效果同样不俗

这些结果表明，长期运动后产生的外泌体，确实能够保护受损的心肌细胞。

不过，到底是外泌体中的哪种成分在起作用呢？联合团队对外泌体进行测序，发现训练组和不运动组的小鼠外泌体miRNA有很大差别，他们从中挑选了11种在锻炼组外泌体中被明显上调的miRNA，分别在受损的心肌细胞中进行测试。

实验结果显示，一种叫miR-342-5p的miRNA能够明显抑制细胞凋亡，降低乳酸脱氢酶的释放，并提高细胞的存活率。检测志愿者的外泌体后，也发现锻炼组外泌体的miR-342-5p含量是对照组的1.8倍。

随后，研究人员又在小鼠中通过检验miR-342-5p的功能，证实miR-342-5p对心肌细胞的具有保护作用。看来就是它了，心脏的守护神——miR-342-5p。

不过，这个miR-342-5p到底是怎么产生的呢？之前有研究发现，运动会增强血管与血流之间的剪切力，诱导血管内皮细胞产生细胞因子，对人体有益[8]。研究人员对动脉血管内皮细胞施加剪切力，发现确实能促进这些细胞产生miR-342-5p。

血流变化可以改变剪切力

那miR-342-5p是通过什么方式保护心脏的呢？研究人员对miR-342-5p起作用的机制进行研究，发现其能抑制Caspase 9 和 Jnk2蛋白的水平，并增强Akt蛋白的磷酸化[9，10]。这些作用最终都会抑制细胞凋亡，防止心肌细胞因MI/R而死亡，从而降低心肌梗死的危害。

运动保护心脏的作用机制

这个研究清晰地揭示了长期运动保护心脏的完整机制，并首次发现了miR-342-5p的重要作用，对缺血性心脏病的预防和治疗，具有潜在的临床应用价值。

而对于大多数现在心脏还健康的人，不用奇点糕多说了吧？既然心很容易受伤，那就多爱护它，那就让它更强大吧~

有氧运动的第一作用，就是增强心肺功能。

编辑神叨叨

有时候，人们会很庆幸对于人体至关重要的心脏很难患癌症，少了一种致命的疾病。可是转念一想，心脏很难患癌的重要原是因为心肌细胞不能再生，这也意味着心脏受损很难修复，而每年心脏相关的疾病杀死的人数，超过了全身所有类型肿瘤造成的死亡人数的总和。

当然，心肌细胞无法再生是自然长期进化的结果，相对心肌细胞能再生的低等生物，恐怕是有其优势的。而且，对于生物的进化，更多是遵循阻力而非经济最优原则。

脂肪组织巨噬细胞来源的外泌体miRNA可在体内和体外调节胰岛素灵敏度

原文链接： Ying et al., 2017, Cell 171, 372–384. Adipose Tissue Macrophage-Derived Exosomal miRNAs Can Modulate In Vivo and In Vitro Insulin Sensitivity.

这篇文章简单来讲讲的是： 驻留在脂肪组织中的巨噬细胞利用外泌体调节全身胰岛素反应。

文章亮点：

【摘要】

miRNA是一种调节分子，可以被包装在外泌体中从细胞中分泌出去。这里，我们展示了肥胖小鼠脂肪组织巨噬细胞分泌的含有miRNA的外泌体(Exos)给瘦小鼠使用时，可导致瘦小鼠发生葡萄糖耐受不良和胰岛素抵抗。相反，从瘦老鼠身上获得的ATM Exos，注射给肥胖小鼠，可改善肥胖小鼠的葡萄糖耐量和胰岛素敏感性。 miR-155 是肥胖小鼠ATM Exos中高表达的miRNA之一，更早的研究表明PPAR 是miR-155的靶基因。我们的结果表明，与对照组相比，敲除miR-155的小鼠具有胰岛素敏感性和葡萄糖耐受性。此外，将野生型小鼠的骨髓移植到miR-155敲除小鼠中可以缓和这种表型。综上所述，我们的研究表明ATM Exos中含有miRNA。这些miRNAs可以通过旁分泌或内分泌调节机制被转移到胰岛素靶细胞，对细胞胰岛素反应、胰岛素敏感性和整体葡萄糖稳态具有强大的影响。

引言

胰岛素抵抗是2型糖尿病的重要病因，肥胖人类胰岛素抵抗最常见的原因。由于全球肥胖率的持续上升，2型糖尿病的患病率也随之上升。人类和啮齿类动物肥胖的特征之一是脂肪组织、肝脏、可能还有骨骼肌的慢性未解决的炎症。这种由肥胖引起的组织炎症反应其中一个引人注目的组成部分是促炎巨噬细胞的积聚，尤其是在脂肪组织和肝脏中。许多早期的研究检测了这种慢性组织炎症状态，并提出促炎细胞因子，如肿瘤坏死因子(TNF-a)，是由组织巨噬细胞分泌的，可直接抑制胰岛素敏感性，是肥胖诱导的胰岛素抵抗的一个潜在病因。然而，抗TNF-a抗体在人类胰岛素抵抗和葡萄糖代谢方面的治疗疗效不显著，提示有其他巨噬细胞分泌因子和免疫细胞因子参与了胰岛素抵抗。最近，花生四烯酸衍生的二十碳三烯白三烯B4通过其特异性受体BLT1发挥作用，被认为是直接降低肝细胞和肌细胞胰岛素信号通路的因素之一。Galectin-3是另一种巨噬细胞分泌因子，既可促进促炎反应，又可通过抑制胰岛素受体信号通路直接阻断胰岛素作用。在这篇文章中，我们报道了ATMs通过分泌含有miRNA的Exos进入循环系统来调节胰岛素作用的新机制。

miRNA与mRNA的结合导致靶mRNA被募集到RNA诱导的沉默复合物(RISC)中，从而导致转录停滞和mRNA的降解。除了这种本身的细胞内作用，miRNA可以以外泌体内含物的形式被细胞分泌出去，既可以在局部发挥作用，也可以进入血液循环，在远端发挥作用。也有证据表明，这些Exos可以被运输到邻近或遥远的受体细胞，调节受体细胞的功能。这些现象导致我们假设ATMs可分泌外泌体miRNA，作为细胞外分子调节细胞胰岛素作用和系统胰岛素敏感性。

结果

1. ATMs分泌外泌体miRNA

文章第一步先确定ATMs可以分泌包含miRNA的外泌体。

2. 从肥胖小鼠中提取的含miRNA的Exos促进胰岛素抵抗

从肥胖小鼠中提取的含miRNA的Exos会损害三种主要胰岛素靶组织的胰岛素敏感性。

3. 肥胖小鼠ATM-Exosomal miRNAs损害细胞的胰岛素敏感性

肥胖ATM-Exos在体内的作用显著，我们同时对脂肪细胞、肌细胞和肝细胞的进行了相应的体外研究。

4. 来自瘦小鼠的ATM-Exos会降低肥胖引起的胰岛素抵抗

从反面去验证上面实验得到的结果。

5. 肥胖诱导ATM-Exo中miRNA的表达变化

现在开始做机制。

6. MiR-155损害细胞胰岛素信号通路

上一个结果中列举了MiR-155表达的趋势，现在开始做表达差异的功能。

7. ATM-Exo miR-155促进肥胖诱导的胰岛素抵抗

miR-155抑制细胞胰岛素信号转导。

这篇文章先是确定了表型：ATMs可以分泌外泌体，这些外泌体会与胰岛素抵抗相关，胖ATM-Exo会促进胰岛素抵抗，瘦ATM-Exo可以降低肥胖引起的胰岛素抵抗。

然后去探讨为何ATM-Exo可以发挥这样的作用。发现ATM-Exo包含miRNA，瘦ATM-Exo与胖ATM-Exo中miRNA的表达差异显著，肥ATM-Exos中miR-155的丰度明显高于瘦ATM-Exos。选择这个miRNA主要是根据研究经验（也有可能是课题组刚好有这种转基因小鼠）。然后选了miR-155众多靶基因中的一个和胰岛素信号通路相关的靶基因PPAR ，同理选了GLUT4。

最后从正、反、在体、离体等多个角度去show了一些支持猜想的结果。

这篇文章思路简洁，逻辑连贯，但是在过渡到选择靶分子的这一步没有必须性。按照这个差异表达结果其实可以选择那些差异表达的另外某个miRNA去做，说不定也可以做出来相似的结果。

这篇文章的方法部分可以借鉴一些ATMs分离，外泌体分离提纯的方法，还有transwell共培养，骨髓移植等技术之前没接触过，需要按需学习。

原文链接： Ying et al., 2017, Cell 171, 372–384. Adipose Tissue Macrophage-Derived Exosomal miRNAs Can Modulate In Vivo and In Vitro Insulin Sensitivity.

如果你关注了我，希望你与我一起学习，一起成长！❤

外泌体多组学01-外泌体初识

这是2020年发表在Science上的一篇综述

其中的一幅图比较频繁的出现在各大会议的PPT中：

外泌体的产生过程涉及质膜内陷和包含腔内囊泡( intraluminal vesicles ，ILVs)的细胞内多囊泡体(intracellular multivesicular bodies，MVBs)的形成。通过MVB与质膜融合和胞吐作用，ILVs最终分泌为外泌体，直径为~40-160nm( 类比大小：一个细胞体积约等于10^6个外泌体)：

参与外泌体的起源和生物发生过程的蛋白有：

此外，外泌体生物发生途径与其他与细胞内囊泡运输相关的其他分子途径的交叉混淆了功能研究的解释：

外泌体产生的速率 ：计算外泌体产生的速率受到与任何给定细胞类型的从头产生和外部外泌体摄取相关的动态过程的挑战

外泌体具有以下异质性特征：所有这些特征的结合将有可能导致外泌体的更高层次的复杂性和异质性

围绕外泌体功能的问题主要集中在理解其成分的命运，以及它们在细胞培养系统中在受体细胞上诱导的表型和分子改变

外泌体摄取和分泌途径可能会交叉，随着时间的推移，任何由内源性和循环外泌体组成的细胞都会导致外泌体混合群体的净产生。

与外泌体摄取相关的独特机制和途径，以及外泌体对某些细胞类型的公认特异性，增加了外泌体在细胞间通信中的功能的复杂性，例子：

为了追踪生理条件下外泌体的细胞间交换，我们探索了在小鼠体内涉及各种遗传策略的体内实验：

化疗等治疗干预也可能影响肿瘤的外泌体摄取和随后的生物学反应：

蛋白质被分类为外泌体，可以选择性地诱导受体细胞中的特定信号，以调节发育、免疫反应和疾病的过程。

人类的生殖、怀孕和胚胎发育需要精确、微调和动态的细胞间通信。精液、羊水、血液和母乳都含有具有公认功能的外泌体

外泌体在免疫反应中的作用已被广泛证明。最近的工程外泌体实验表明，外泌体在诱导适应性和先天免疫反应方面具有一定的作用，支持了它们在治疗开发中的效用，并在协调免疫反应应对感染因子或癌症方面发挥了潜在作用。

来自抗原提呈细胞(APCs)的外泌体携带p-MHC-II具有抗原肽的主要组织相容性复合体II(p)]和共刺激信号，并直接将肽抗原呈递给特定的T细胞以诱导其激活。

外泌体可能在代谢性疾病的出现和心血管健康中发挥作用。研究发现，它们可以转移代谢物，并通过胰腺b细胞、脂肪组织、骨骼肌和小鼠和人类肝脏之间的外泌体miRNA交换来转移代谢物，从而促进细胞间的通信。

这些发现支持了癌细胞来源的外泌体可以改变非癌细胞的代谢，包括脂肪细胞和胰岛细胞，从而在功能上促进恶病质和副肿瘤综合征的发展

外泌体生物发生和神经元细胞分泌囊泡调节之间的交集为外泌体和神经退行性疾病发病机制之间的假定联系提供了新的见解。外泌体可参与错误折叠蛋白的清除，从而发挥解毒和神经保护功能，或参与错误折叠蛋白的繁殖和聚集，有效促进蛋白质聚集物的“感染性”，促进疾病进展。

与外泌体在其他疾病中的作用相比，癌症外泌体的研究进展迅速，外泌体与癌症的几个显著特征相关。外泌体影响肿瘤形成、生长和转移、副肿瘤综合征(paraneoplastic syndromes)和治疗耐药性。外泌体在癌症进展中的作用可能是动态的，特定于癌症类型、遗传和阶段。

在大多数研究中，癌细胞来源的外泌体的基质细胞受体是癌相关成纤维细胞(CAFs)和免疫细胞，它们在肿瘤微环境中相互动态调节。

在多种癌症类型中，已经报道了来自癌细胞的外泌体在转移部位引起实质信号应答(parenchymal signaling response)，有效地重塑远处微环境以增强转移, 例如:

从基质到癌细胞的外泌体交换也可以调节癌症的进展和转移：

外泌体也参与了肿瘤微环境的血管生成和细胞外基质重塑，这是肿瘤生长和转移扩散的关键步骤

癌细胞脱落的外泌体可促进对各种化疗药物和抗体的耐药性

外泌体在向病变细胞传递功能性物质方面的特性有利于它们在基础水平和应用水平上作为治疗载体

外泌体存在于所有生物液体中，并由所有细胞分泌，使它们作为微创液体活检具有吸引力，并有可能通过纵向取样来跟踪疾病进展。

外泌体自身或作为药物有效载荷的载体正在积极探索作为治疗药物。与脂质体相比，注射的外泌体可以有效地进入其他细胞，并在外源性给予小鼠时以最小的免疫清除传递功能性货物。

此外，外泌体的治疗应用是有希望的，因为它们已被证明具有良好的耐受性。

关于外泌体注射小鼠和外泌体腹腔注射的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。