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这篇文章最初发表在这里Neurosci Biobehav Rev. 2022 年 2 月 16:104582，doi: 10.1016/j.neubiorev.2022.104582。
细胞外囊泡 (EV) 是细胞用作细胞通讯手段的微小囊泡，通过它可以改变给定细胞的功能和状态。大量证据表明，细胞外囊泡可能是各种疾病发展和进展的罪魁祸首，包括多发性硬化症 (MS) 和阿尔茨海默病 (AD) 等神经退行性疾病。 细胞外囊泡还与情绪、焦虑和神经发育障碍有关，例如重度抑郁症 (MDD)、焦虑症和自闭症谱系障碍 (ASD)。在这里，我们回顾了细胞外囊泡在上述疾病中的作用的最新技术，并重点关注它们导致和恶化疾病的机制。利用细胞外囊泡的知识不仅对于以特定方式将不同的货物运送到细胞以治疗这些疾病很重要，而且还可以建立可靠的疾病生物标志物，这将有助于疾病的早期诊断和治疗，增加成功治疗的机会。 用于研究精神疾病的细胞外囊泡 细胞外囊泡 (EVs) 作为基础科学中未被充分探索的细胞间通讯机制和转化研究中的潜在诊断工具，特别是与癌症和神经系统疾病相关的诊断工具，越来越受到关注。细胞外囊泡在脑细胞功能和功能障碍中的作用以及人类大脑疾病中新兴研究方面的累积发现，对神经生物学和精神病学中细胞外囊泡的进一步研究可能会为更好地了解健康和患病大脑中的细胞间通讯以及发现新的生物标志物和精神疾病的新治疗策略打开大门。 细胞外囊泡 (EVs) 是体内各种细胞在生理和病理状态下分泌的小脂双层膜囊泡。细胞外囊泡含有来自其细胞来源的各种分子，如核酸（RNA 和 DNA）、蛋白质、和其他细胞成分（例如，脂质、碳水化合物和代谢物）。通过转移这些成分，细胞外囊泡可以改变受体细胞的功能。 最近的广泛研究现在揭示了细胞外囊泡生物发生、分泌、 细胞外囊泡也在神经生物学中得到大力研究，越来越多的证据支持细胞外囊泡介导的局部大脑以及大脑和外周之间的细胞间通讯。与此同时，新出现的证据也表明细胞外囊泡的潜在用途作为阿尔茨海默病 (AD) 等几种脑部疾病的生物标志物。 大脑中的细胞外囊泡生产和细胞间通讯 细胞外囊泡几乎可以由大脑中的任何细胞类型产生，并以自分泌和旁分泌方式影响脑细胞功能。此外，外周细胞外囊泡可以影响脑细胞。应该指出的是，大多数研究使用体外细胞培养系统，而相对较少的研究检查了细胞外囊泡在大脑中的生物学作用。 神经元衍生的细胞外囊泡 体外大鼠原代培养的神经元释放含有 L1 细胞粘附分子、GPI 锚定的朊病毒蛋白和谷氨酸受体的 GluR2/3 亚基的细胞外囊泡。荷包牡丹蛋白（一种 γ 氨基丁酸 A 型）的存在增强了神经元细胞外囊泡的释放(GABAA) 受体拮抗剂，并通过添加氰喹啉 (CNQX)、α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸 (AMPA) 受体拮抗剂和 MK-801（一种 N-甲基-d-荷包牡丹蛋白的天冬氨酸 (NMDA) 受体拮抗剂。在突触激活时分泌的细胞外囊泡优先被神经元吸收。这些发现表明神经元细胞外囊泡的释放受突触谷氨酸活性调节并介导神经元间通讯。 神经元还分泌富含 miRNA 和其他小的非编码 RNA，特别是 miR-124a 的 细胞外囊泡，它在体外和体内增加了靶向星形胶质细胞中 GLT1 蛋白的表达和谷氨酸的摄取。最近，据报道，一种神经元蛋白 Arc对于突触功能和学习和记忆，自组装成病毒样衣壳，并作为细胞外囊泡在苍蝇和啮齿动物中从神经元中释放出来。Arc 细胞外囊泡含有 Arc mRNA 并将其转移到靶神经元中，其中 Arc mRNA 经历活动依赖性翻译和调节突触可塑性。维甲酸受体 β 激动剂处理的神经元分泌外泌体，在脊髓损伤大鼠模型中调节再生轴突周围的星形胶质细胞功能。神经元还在外泌体中分泌和传播朊病毒 (PrP) 蛋白。神经元中的溶酶体功能障碍会触发非典型细胞外囊泡，富含未消化的溶酶体底物。 星形胶质细胞衍生的细胞外囊泡 来自富含星形胶质细胞的细胞培养物中的 EV 含有突触蛋白 I，并在高神经元活动和/或氧化应激时促进神经突生长和神经元存活。星形胶质细胞还通过释放含有 PrP.72 的细胞外囊泡保护小脑神经元免受氧化应激引起的损伤。星形胶质细胞也会产生毒性细胞外囊泡。培养的啮齿动物星形胶质细胞在与淀粉样蛋白-β 肽和神经毒性 细胞外囊泡过度表达突变体铜-锌超氧化物歧化酶 1 (SOD1) 孵育时会产生诱导凋亡的细胞外囊泡。 感染人类免疫缺陷病毒 (HIV) 的人类星形胶质细胞也会产生含有病毒蛋白 Nef.75 在肿瘤生物学中，星形胶质细胞来源的细胞外囊泡可降低 PTEN 在肿瘤细胞中的表达，促进脑转移。此外，星形胶质细胞来源的细胞外囊泡响应脑内炎症而释放，进入外周循环到达外周组织，如肝、肺和脾脏，并引发外周炎症。细胞外囊泡某些疾病相关蛋白，如淀粉样蛋白-β 和突变亨廷顿蛋白也被证明可以抑制星形胶质细胞细胞外囊泡的产生。 少突胶质细胞衍生的细胞外囊泡 少突胶质细胞衍生的细胞外囊泡含有髓磷脂相关蛋白，如蛋白脂质蛋白 (PLP)、2'3'-环核苷酸-磷酸二酯酶 (CNP)、髓鞘碱性蛋白 (MBP) 和髓鞘少突胶质细胞糖蛋白 (MOG)。少突胶质细胞衍生的细胞外囊泡被证明对它们的生长、分化和髓鞘形成具有自身抑制特性，并被小胶质细胞巨胞饮作用吸收。82 NPC 细胞内胆固醇转运蛋白 1p 的破坏，该基因在 Niemann-Pick 病 C1 型中被破坏，增加了胆固醇含量在少突胶质细胞衍生的细胞外囊泡中。 尽管在各种生物医学科学领域对细胞外囊泡的生物学和效用越来越感兴趣，但对细胞外囊泡基础生物学的研究仍处于起步阶段。目前，细胞外囊泡的研究在技术和生物学方面都存在局限性。从技术上讲，尚未建立标准方法和/或协议来从各种生物样本中分离特定的细胞外囊泡亚型。对单个细胞外囊泡 的分析也受到限制，因为分离和分析单个囊泡在技术上具有挑战性。在生物学上，需要进一步的研究来解释 细胞外囊泡如何或是否专门针对受体细胞。 目前尚不清楚细胞外囊泡如何介导器官间的通讯，特别是大脑和外周组织之间的通讯。在接下来的几年里，这个令人兴奋的领域还有很多东西需要学习。随着基础细胞外囊泡研究的进展，细胞外囊泡在精神分裂症和其他精神疾病转化研究中的应用将进一步扩大。由于细胞外囊泡有可能被设计用于装载治疗分子，细胞外囊泡也可能被用作工具，在未来将治疗剂输送到大脑中以治疗精神疾病。 |
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