日本東京工業(yè)大學榮譽教授大隅良典獲得今年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎后,，其研究成果“自噬作用”相關機制備受矚目,，當時研究人員發(fā)現(xiàn)細胞能夠消滅自身內(nèi)部物質(zhì)，方式是將其包裹進一個膜結構中,，從而形成小型囊體并被輸運至被稱作溶酶體(lysosomes)的回收機構進行分解,，這種小型整體被稱為自噬體(autophagosome)。
在肝臟的各種損傷中,，自噬發(fā)揮了雙重作用,，自噬體的研究是其重要的表現(xiàn)方式。最近幾年,，一種叫做外泌體(exosome)的小囊泡正受到大家廣泛的關注,。肝癌細胞exosome所含腫瘤抗原和免疫分子，可以體外大規(guī)模制備抗肝癌亞細胞瘤苗,。人體細胞內(nèi)含有各種直徑,、功能各不相同的“囊泡”，在各自的崗位上發(fā)揮著自己的作用,，囊泡各類繁多,，容易混淆，在此，本文對常見的幾種“囊泡”做一簡單匯總,，供大家實驗參考,。
1. 自噬體(autophagosome)
自噬(autophagy)是由Ashford和Porter在1962年發(fā)現(xiàn)細胞內(nèi)有"自己吃自己"的現(xiàn)象后提出的，是指從粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的無核糖體附著區(qū)脫落的雙層膜包裹部分胞質(zhì)和細胞內(nèi)需降解的細胞器,、蛋白質(zhì)等成分形成自噬體(autophagosome),，
大小：直徑一般為300～900 nm,，平均500 nm，
內(nèi)涵：其囊泡內(nèi)常見的包含物有胞質(zhì)成分和某些細胞器如線粒體,、內(nèi)吞體,、過氧化物酶體等。
功能：與溶酶體融合形成自噬溶酶體,，降解其所包裹的內(nèi)容物,，以實現(xiàn)細胞本身的代謝需要和某些細胞器的更新。
特點：在機體的生理和病理過程中都能見到,；與其他細胞器相比,，自噬體的半衰期很短，只有8 min左右,，說明自噬是細胞對于環(huán)境變化的有效反應,。
2. 溶酶體(lysosomes)
真核細胞中的一種細胞器;為單層膜包被的囊狀結構，對酸性磷酸酶的活性為陽性,，專司分解各種外源和內(nèi)源的大分子物質(zhì),。
大小：由6～8nm米厚的單層膜所圍著的,，大小(在電鏡下顯示多為球形,，但存在橄球形，故不能說直徑)約25~800納米,，平均為400納米的顆?；蛐∨荨?/span>
內(nèi)涵：內(nèi)含多種水解酶,，根據(jù)內(nèi)含物和形成階段的不同,，溶酶體可分為兩大類，具有均質(zhì)基質(zhì)的顆粒狀溶酶體稱為初級溶酶體(primary lysosome),，含有復雜的髓磷脂樣結構的液泡狀溶酶體稱為次級溶酶體(secondary lysosome),。初級溶酶體雖含有水解酶，但是它是未進行消化作用的溶酶體,。次級溶酶體(消化泡)是由初級溶酶體與細胞吞噬作用所產(chǎn)生的吞噬體相互融合而成的,，并且是已供給水解酶的溶酶體。在次級溶酶體中含有攝食的物質(zhì)，并對其進行消化,。根據(jù)底物的來源,，又可分為異噬溶酶體(phagolysosome)和自噬溶酶體(autophagolysosome)，前者消化的物質(zhì)來自外源,，后者消化的物質(zhì)來自細胞本身的各種組分,。
功能：與自噬體融合后，形成自噬溶酶體,，消化分解內(nèi)源性物質(zhì),；與吞噬體結合吞噬溶酶體，將大分子物質(zhì)分解成簡單物質(zhì),；與異吞噬體結合,，形成異噬溶酶體，分解外源性物質(zhì),。吞噬溶酶體和自噬溶酶體將物質(zhì)水解成小分子物質(zhì),，被細胞吸收，還殘留一些不被消化和吸收的物質(zhì)稱為殘質(zhì)小體(residual body),。
3. 自噬溶酶體(autolysosome)
自噬體與溶酶體融合后,，形成自噬溶酶體。自噬性溶酶體是一種自體吞噬泡,作用底物是內(nèi)源性的,即細胞內(nèi)的蛻變,、破損的某些細胞器或局部細胞質(zhì),。
形態(tài)：它們由單層膜包圍，內(nèi)部常含有尚未分解的內(nèi)質(zhì)網(wǎng),、線粒體和高爾基復合體或脂類,、糖原等。
功能：正常細胞中的自噬性溶酶體在消化,、分解,、自然更替一些細胞內(nèi)的結構上起著重要作用。這種溶酶體廣泛存在于正常的細胞內(nèi),，在細胞內(nèi)起"清道夫"作用,，作為細胞內(nèi)細胞器和其它結構自然減員和更新的正常途徑。當細胞受到藥物作用,、射線照射和機械損傷等各種理化因素傷害時時,，其數(shù)量明顯地增多，因此對細胞的損傷起一種保護作用,。
在介紹以下幾種小體時,，首先介紹一下胞吞作用。胞吞作用可分為吞噬作用,、胞飲作用以及受體介導的胞吞作用,。吞噬作用(phagocy-tosis)為各種變形的,、具有吞噬能力的細胞所特有，吞噬的物質(zhì)多為顆粒性的,，如微生物,、組織掉片和異物等，在胞內(nèi)形成吞噬小體,。胞飲作用(Pinocytosis)由質(zhì)膜包裹液態(tài)物質(zhì)形成吞飲小泡或吞飲體的過程,，形成吞飲小體；受體介導的胞吞作用,，在質(zhì)膜上形成凹陷,，當特定大分子與凹陷部位的相應受體結合時，凹陷進一步向胞質(zhì)回縮,，并從質(zhì)膜上箍斷形成有被小泡(coated vesicles),，即胞內(nèi)體(內(nèi)體)。此后的過程就與內(nèi)吞小泡進行的過程相同,，這種受體介導內(nèi)吞具有高度選擇性，轉(zhuǎn)運速度很快,。
4. 吞噬小體(phagosome)：
吞噬體也稱為吞噬小體,，是一種在胞吞作用中在被吞噬物質(zhì)周圍形成的囊泡，這種囊泡由細胞膜向細胞內(nèi)凹陷產(chǎn)生,。
大?。?/strong>吞噬作用是以大的囊泡形式(常稱為液泡)內(nèi)吞較大的固體顆粒，可以吞噬直徑達幾微米的復合物,、微生物以及細胞碎片,。
作用：吞噬體是一種在免疫過程中常見的細胞結構，入侵機體的病原微生物可在吞噬體中被殺滅,、消化,。在成熟過程中吞噬體需與溶酶體融合，生成兼具隔離與分解異己物質(zhì)能力的吞噬溶酶體,，這種經(jīng)兩種囊泡融合而成的新囊泡只曾在動物細胞中發(fā)現(xiàn),。
5. 吞飲小體(pinosome)
胞飲過程中以小的囊泡形式將細胞周圍的微滴狀液體，吞入細胞內(nèi)過程中形成的小體,。
大?。?/strong>直徑一般小于1微米，常含有離子或小分子,。
作用：吞飲小體與初級溶酶體接觸時,，雙方接觸部分的膜溶解，當各自的內(nèi)容物互相混合,，初級溶酶體內(nèi)的酶就可以把所吞噬的外源性物質(zhì)消化分解,。
6. 胞內(nèi)體(endosome)=內(nèi)體：
動物細胞內(nèi)由膜包圍的細胞器，是轉(zhuǎn)運由胞吞作用新攝取的物質(zhì)到溶酶體被降解。胞內(nèi)體被認為是胞吞物質(zhì)的主要分選站,。
大?。?/strong>一個成熟的內(nèi)體直徑大約500納米。內(nèi)體是膜包裹的囊泡結構,有初級內(nèi)體(early endosome)和次級內(nèi)體(late endosome)之分,初級內(nèi)體通常位于細胞質(zhì)的外側,，次級內(nèi)體常位于細胞質(zhì)的內(nèi)側,，靠近細胞核。
功能：胞內(nèi)體被認為是膜泡運輸?shù)闹饕诌x站之一,。內(nèi)體提供了細胞外物質(zhì)進入細胞內(nèi)的運載途徑,。例如很多病毒以此條途徑進入細胞，以登革熱病毒為例:病毒先吸附在細胞膜上,，其后內(nèi)體像袋子一樣裹住病毒,，病毒膜與內(nèi)體膜融合，進入細胞質(zhì)基質(zhì),。再例如:低密度脂蛋白(LDL)進入細胞前,，先與細胞表面的低密度脂蛋白受體結合。在到達初級前體時,，胞內(nèi)體膜上有ATP驅(qū)動的質(zhì)子泵,，將氫離子泵進胞內(nèi)體腔中，使腔內(nèi)的pH降低(pH5~6),，從而引起低密度脂蛋白(LDL)與受體分離,。含有低密度脂蛋白(LDL)的胞內(nèi)體與溶酶體融合，低密度脂蛋白(LDL)被水解,，釋放出膽固醇和脂肪酸供細胞重復利用,。
特點：內(nèi)體的主要特征是酸性的、不含溶酶體酶的小囊泡,其內(nèi)的受體與配體是分開的,。一般認為初級內(nèi)體是由于細胞的內(nèi)吞作用而形成的含有內(nèi)吞物質(zhì)的膜結合的細胞器,通常是管狀和小泡狀的網(wǎng)絡結構集合體,。
次級內(nèi)體中的pH呈酸性,且具有分揀作用，能夠分選與配體結合的受體,，讓它們再循環(huán)到細胞質(zhì)膜表面或高爾基體反面網(wǎng)絡,次級內(nèi)體中的受體和配體不再偶聯(lián)在一起,，所以次級內(nèi)體又被稱為CURL(compartment of uncoupling of receptor and ligand),意思是受體與配體非偶聯(lián)的區(qū)室。
有學者將與溶酶體酶運輸小泡融合的次級內(nèi)體稱為前溶酶體,因為此時的次級內(nèi)體中有前體酶的存在,。內(nèi)體膜上具有ATPase-H+質(zhì)子泵,，利用H+質(zhì)子的濃度，保證了內(nèi)部pH的酸性,。初級內(nèi)體和次級內(nèi)體是可以區(qū)別的,，因為它們的密度、pH和酶的含量不相同,。
7. 外泌體(exosome)
外泌體是細胞主動向胞外分泌的大小均一的囊泡樣小體,具有抗腫瘤免疫,、促血管新生等生理功能,。不同類型的細胞可以釋放出外泌體，正常生理狀態(tài)下血液,、尿液,、乳汁和支氣管灌洗液中也能分離到外泌體。1983年,，外泌體首次于綿羊網(wǎng)織紅細胞中被發(fā)現(xiàn),，1987年Johnstone將其命名為“exosome”。多種細胞在正常及病理狀態(tài)下均可分泌外泌體,。其主要來源于細胞內(nèi)溶酶體微粒內(nèi)陷形成的多囊泡體,，經(jīng)多囊泡體外膜與細胞膜融合后釋放到胞外基質(zhì)中。
大?。?/strong>現(xiàn)今,，其特指直徑在40-100nm的盤狀囊泡。
功能：外泌體可以攜帶蛋白,，運送RNA,，在細胞間物質(zhì)和信息轉(zhuǎn)導中起重要作用。外泌體可能通過調(diào)控免疫功能,，促進腫瘤血管新生和腫瘤轉(zhuǎn)移,，以及直接作用于腫瘤細胞等途徑，影響腫瘤的進展,。外泌體可應用于腫瘤的診斷。
有生物活性的外泌體合成開始于多泡體與質(zhì)膜的融合,，然后釋放腔內(nèi)囊泡作為外泌體,，從樹突細胞產(chǎn)生的外泌體(DEXOs)包含能夠激活自然殺傷細胞(NK Cell)的配體。負載DEXOs的腫瘤抗原能夠激活的腫瘤抗原的特異CD8陽性標記癌細胞毒性的T淋巴細胞(CTLs),，因此能在動物模型和人類臨床試驗中誘導抗腫瘤反應,。
在尿液中也能檢測到外泌體，它們可以作為診斷工具反饋前列腺癌的治療效果,。因為來源于腫瘤細胞外泌體可以顯示出調(diào)節(jié)肌纖維細胞的分化程度,，也有調(diào)查顯示，外泌體釋放增多也與卵巢癌侵襲有關,。
以上是對各種小體的簡單介紹,，希望各位科研人員在實驗中理清思路、避免混淆,。
(劉輝)
|
津公網(wǎng)安備12010202000832
