日本東京工業(yè)大學(xué)榮譽(yù)教授大隅良典獲得今年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)后,，其研究成果“自噬作用”相關(guān)機(jī)制備受矚目,，當(dāng)時(shí)研究人員發(fā)現(xiàn)細(xì)胞能夠消滅自身內(nèi)部物質(zhì),，方式是將其包裹進(jìn)一個(gè)膜結(jié)構(gòu)中,，從而形成小型囊體并被輸運(yùn)至被稱作溶酶體(lysosomes)的回收機(jī)構(gòu)進(jìn)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(guān)注。肝癌細(xì)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(xì)胞瘤苗,。人體細(xì)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(duì)常見的幾種“囊泡”做一簡單匯總，供大家實(shí)驗(yàn)參考,。
1. 自噬體(autophagosome)
自噬(autophagy)是由Ashford和Porter在1962年發(fā)現(xiàn)細(xì)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(xì)胞內(nèi)需降解的細(xì)胞器、蛋白質(zhì)等成分形成自噬體(autophagosome),，
大?。?/strong>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(xì)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(shí)現(xiàn)細(xì)胞本身的代謝需要和某些細(xì)胞器的更新。
特點(diǎn)：在機(jī)體的生理和病理過程中都能見到,；與其他細(xì)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(xì)胞對(duì)于環(huán)境變化的有效反應(yīng),。
2. 溶酶體(lysosomes)
真核細(xì)胞中的一種細(xì)胞器;為單層膜包被的囊狀結(jié)構(gòu)，對(duì)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(jí)溶酶體(primary lysosome),，含有復(fù)雜的髓磷脂樣結(jié)構(gòu)的液泡狀溶酶體稱為次級(jí)溶酶體(secondary lysosome),。初級(jí)溶酶體雖含有水解酶，但是它是未進(jìn)行消化作用的溶酶體,。次級(jí)溶酶體(消化泡)是由初級(jí)溶酶體與細(xì)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(jí)溶酶體中含有攝食的物質(zhì),，并對(duì)其進(jìn)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(xì)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(jié)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(jié)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(xì)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(xì)胞內(nèi)的蛻變,、破損的某些細(xì)胞器或局部細(xì)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(fù)合體或脂類、糖原等,。
功能：正常細(xì)胞中的自噬性溶酶體在消化,、分解、自然更替一些細(xì)胞內(nèi)的結(jié)構(gòu)上起著重要作用,。這種溶酶體廣泛存在于正常的細(xì)胞內(nèi),，在細(xì)胞內(nèi)起"清道夫"作用，作為細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器和其它結(jié)構(gòu)自然減員和更新的正常途徑,。當(dāng)細(xì)胞受到藥物作用,、射線照射和機(jī)械損傷等各種理化因素傷害時(shí)時(shí)，其數(shù)量明顯地增多,，因此對(duì)細(xì)胞的損傷起一種保護(hù)作用,。
在介紹以下幾種小體時(shí)，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(dǎo)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(xì)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(dǎo)的胞吞作用，在質(zhì)膜上形成凹陷,，當(dāng)特定大分子與凹陷部位的相應(yīng)受體結(jié)合時(shí),，凹陷進(jìn)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(jìn)行的過程相同,，這種受體介導(dǎo)內(nèi)吞具有高度選擇性，轉(zhuǎn)運(yùn)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(xì)胞膜向細(xì)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(dá)幾微米的復(fù)合物,、微生物以及細(xì)胞碎片,。
作用：吞噬體是一種在免疫過程中常見的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，入侵機(jī)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(dòng)物細(xì)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(xì)胞周圍的微滴狀液體，吞入細(xì)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(jí)溶酶體接觸時(shí),，雙方接觸部分的膜溶解，當(dāng)各自的內(nèi)容物互相混合,，初級(jí)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(dòng)物細(xì)胞內(nèi)由膜包圍的細(xì)胞器，是轉(zhuǎn)運(yùn)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(rèn)為是胞吞物質(zhì)的主要分選站,。
大小：一個(gè)成熟的內(nèi)體直徑大約500納米,。內(nèi)體是膜包裹的囊泡結(jié)構(gòu),有初級(jí)內(nèi)體(early endosome)和次級(jí)內(nèi)體(late endosome)之分,初級(jí)內(nèi)體通常位于細(xì)胞質(zhì)的外側(cè),，次級(jí)內(nèi)體常位于細(xì)胞質(zhì)的內(nèi)側(cè)，靠近細(xì)胞核,。
功能：胞內(nèi)體被認(rèn)為是膜泡運(yùn)輸?shù)闹饕诌x站之一,。內(nèi)體提供了細(xì)胞外物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)載途徑。例如很多病毒以此條途徑進(jìn)入細(xì)胞，以登革熱病毒為例:病毒先吸附在細(xì)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(jìn)入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì),。再例如:低密度脂蛋白(LDL)進(jìn)入細(xì)胞前,，先與細(xì)胞表面的低密度脂蛋白受體結(jié)合。在到達(dá)初級(jí)前體時(shí),，胞內(nèi)體膜上有ATP驅(qū)動(dòng)的質(zhì)子泵,，將氫離子泵進(jìn)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(xì)胞重復(fù)利用,。
特點(diǎn)：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(rèn)為初級(jí)內(nèi)體是由于細(xì)胞的內(nèi)吞作用而形成的含有內(nèi)吞物質(zhì)的膜結(jié)合的細(xì)胞器,通常是管狀和小泡狀的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)集合體,。
次級(jí)內(nèi)體中的pH呈酸性,且具有分揀作用,，能夠分選與配體結(jié)合的受體,，讓它們再循環(huán)到細(xì)胞質(zhì)膜表面或高爾基體反面網(wǎng)絡(luò),次級(jí)內(nèi)體中的受體和配體不再偶聯(lián)在一起，所以次級(jí)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(xué)者將與溶酶體酶運(yùn)輸小泡融合的次級(jí)內(nèi)體稱為前溶酶體,因?yàn)榇藭r(shí)的次級(jí)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(jí)內(nèi)體和次級(jí)內(nèi)體是可以區(qū)別的，因?yàn)樗鼈兊拿芏?、pH和酶的含量不相同,。
7. 外泌體(exosome)
外泌體是細(xì)胞主動(dòng)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(xì)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(xì)胞中被發(fā)現(xiàn),，1987年Johnstone將其命名為“exosome”,。多種細(xì)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(xì)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(xì)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(yùn)送RNA，在細(xì)胞間物質(zhì)和信息轉(zhuǎn)導(dǎo)中起重要作用,。外泌體可能通過調(diào)控免疫功能,，促進(jìn)腫瘤血管新生和腫瘤轉(zhuǎn)移，以及直接作用于腫瘤細(xì)胞等途徑,，影響腫瘤的進(jìn)展,。外泌體可應(yīng)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(xì)胞產(chǎn)生的外泌體(DEXOs)包含能夠激活自然殺傷細(xì)胞(NK Cell)的配體。負(fù)載DEXOs的腫瘤抗原能夠激活的腫瘤抗原的特異CD8陽性標(biāo)記癌細(xì)胞毒性的T淋巴細(xì)胞(CTLs),，因此能在動(dòng)物模型和人類臨床試驗(yàn)中誘導(dǎo)抗腫瘤反應(yīng),。
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?yàn)閬碓从谀[瘤細(xì)胞外泌體可以顯示出調(diào)節(jié)肌纖維細(xì)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(guān),。
以上是對(duì)各種小體的簡單介紹,，希望各位科研人員在實(shí)驗(yàn)中理清思路、避免混淆,。
(劉輝)
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