阿兹海默症诊断和治疗明日之星:外泌体 外泌体(Exosome)是由细胞质膜内陷所形成直径大小 30~150 nm 的脂质双层膜小囊泡,为细胞外囊泡(Extracellular vesicles)的一种。它会携带 DNA、RNA、蛋白质、醣类、脂质等多种因子,可做为细胞间讯息传递的媒介。因此,在各种健康生理功能与疾病模型中都可发现外泌体参与其中,主要透过分子讯息传递,进而调控许多病理过程,包括多种癌症和神经退化性疾病等。 外泌体与阿兹海默症的进程 多数研究指出,β 类淀粉蛋白斑块(Beta-amyloid plaques, Aβ)的过度制造与堆积,以及 Tau 蛋白造成神经纤维纠结(Neurofibrillary tangles)的形成,会导致脑部神经细胞间的链接丧失功能,促使神经细胞凋亡,是阿兹海默症 另有研究显示阿兹海默症病患脑部组织的外泌体富含 Aβ 和 Tau 蛋白,推论可能与阿兹海默症发展有关。因为外泌体会携带毒性 Aβ 和高磷酸化的 Tau 蛋白(p-Tau),并在神经元细胞中传递,参与折迭错误蛋白质的聚集及累积,进而促进阿兹海默症疾病的发展。但是,外泌体同时也参与 Aβ 和高磷酸化 Tau 蛋白的清除,具有神经保护功能。研究显示,若将神经元外泌体注入前类淀粉蛋白质(Amyloid precursor protein, APP)转基因小鼠的大脑中,将可减少 Aβ 蛋白沉积,主要是因为神经元外泌体表面的醣神经鞘脂质(Glycosphingolipids)可与 Aβ 结合,并带至小神经胶质细胞(Microglia cell)代谢清除。 外泌体可望成为阿兹海默症生物标记 由于外泌体可自血液、唾液、脑脊液、尿液等不同体液中分离出,也因为其取得的便利性及特殊结构和功能,将可作为阿兹海默症诊断的生物标记。 根据临床前研究报告指出,血液中 外泌体内的 Aβ1-42 、p-Tau 181 与 p-Tau 396可作为阿兹海默症疾病进程的生物标记,以此 ˇ 个蛋白一同用来进行阿兹海默症检测,其敏感度可达 96%。而且,随着阿兹海默症病患从无症状到确诊,其 Aβ1-42会逐渐升高,因此可作为疾病进展或治疗效果的生物标记。 外泌体具有治疗阿兹海默症潜力 外泌体原本就存在人体内,具有较高的生物兼容性和低免疫反应的特性,因此可作为治疗药物或药物传输载体。 有研究指出,将间质干细胞分泌的外泌体给予阿兹海默症疾病小鼠模型,可促进其侧脑室下区的神经再生,并改善 Aβ1-42 所引起的认知功能障碍。 另一研究指出,将治疗阿兹海默症的 BACE1 siRNA 以电穿孔方式加载 RVG 基因修饰的树突细胞所分泌之外泌体中,再将此 外泌体注射入小鼠体内,可抑制 BACE1 基因与蛋白表现,以及降低小鼠大脑中的 Aβ 含量。 除了上述的 2 种特性,外泌体亦具有可通过血脑屏障和携带特定药物之特性,在阿兹海默症治疗潜力上值得期待。 The biology, function, and biomedical applications of exosomes. Science 367, 640, 2020 Diagnostic and therapeutic potential of exosomes in Alzheimer’s disease. Journal of Neurochemistry 156, 162, 2021 干细胞与外泌体更多阅读分享: 外泌体与皮肤系列二 | 外泌体在皮肤瘢痕修复治疗中发挥的重要作用 外泌体与皮肤系列三 | 外泌体在脂肪移植存活、上调早期炎症和血管生成方面的作用 |
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