论文标题：Extracellular Vesicles in Pathogenic Infection, Transmission, and Immunity

期刊：Engineering

DOI：https://doi.org/10.1016/j.eng.2024.06.011

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华中农业大学的研究团队在Engineering上发表了一篇题为“胞外囊泡在病原感染、传播和免疫反应中的作用”的综述文章。该研究深入探讨了胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs）在病原体感染、传播以及宿主免疫反应中的复杂作用机制，为理解病原体与宿主之间的相互作用提供了新的视角，并为开发新型抗病原治疗方法提供了理论支持。

文章指出，EVs在病原感染过程中既可以促进病原体的传播，也可能抑制病原体的感染，具体作用取决于病原体的类型以及EVs中包裹的信号成分。例如，在DNA病毒中，非洲猪瘟病毒（African swine fever virus, ASFV）感染猪血清后释放的EVs中富含宿主蛋白，这些蛋白参与凝血途径，但病毒蛋白含量较少；而乙型肝炎病毒（Hepatitis B virus, HBV）感染的细胞释放的EVs则含有完整的病毒粒子和病毒表面抗原，能够高效地将病毒传播给未感染的肝癌细胞。此外，单纯疱疹病毒1（Herpes simplex virus 1, HSV-1）感染细胞释放的EVs能够将病毒RNA和宿主细胞元件（如miRNAs和STING蛋白）传递到未感染细胞中，从而在细胞间传播病毒成分。

图1 病毒感染细胞过程中EVs生物发生的示意图。

在RNA病毒方面，EVs的作用同样复杂多样。例如，登革病毒（Dengue virus, DENV）感染的蚊子细胞释放的EVs能够携带病毒RNA和E蛋白，这些EVs通过与宿主细胞的相互作用，促进病毒的传播。而寨卡病毒（Zika virus, ZIKV）感染的细胞释放的EVs则通过携带病毒RNA和特定蛋白，诱导宿主细胞的免疫反应，从而在一定程度上调节病毒感染的进程。此外，EVs在一些病毒感染中还表现出抑制病毒传播的作用。例如，口蹄疫病毒（Foot-and-mouth disease virus, FMDV）感染的细胞释放的EVs中，miRNA-136的丰度显著增加，这种miRNA能够抑制病毒的增殖，从而限制病毒感染的范围。

除了在病毒感染中的作用，EVs在细菌、真菌和寄生虫感染中也扮演着重要角色。例如，汉赛巴尔通体（Bartonella henselae）是一种革兰氏阴性细菌，其释放的EVs含有血红素结合蛋白C（Hemin-binding protein C, HbpC），这种蛋白能够增加细菌对血红素毒性的抗性，从而促进细菌的生存和传播。而耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA）感染宿主细胞后，宿主细胞会释放携带去整合素金属蛋白酶10（ADAM10）的EVs，这些EVs能够结合细菌毒素，从而保护宿主细胞免受毒素的侵害。

在真菌和寄生虫感染中，EVs的作用同样值得关注。新生隐球菌（Cryptococcus gattii）是一种致命的真菌病原体，其释放的EVs能够促进真菌在宿主细胞内的增殖。而布鲁氏锥虫（Trypanosoma brucei rhodesiense）释放的EVs则能够将血清耐药性相关蛋白（Serum resistance-associated protein, SRA）转移到非人类感染性锥虫中，从而帮助锥虫逃避人类的先天免疫反应。

文章还指出，EVs的分离和定量方法对于研究其在病原感染中的作用至关重要。目前，常用的EVs分离方法包括超速离心法（Ultracentrifugation, UC）、密度梯度离心法（Density gradient centrifugation, DG）、聚合物沉淀法（Polymer precipitation, PP）等。这些方法各有优缺点，例如超速离心法虽然能够有效分离EVs，但耗时较长且可能破坏EVs的结构；而免疫捕获法则能够获得高纯度的EVs，但需要特异性抗体，这在某些物种中难以实现。

在定量方法方面，纳米颗粒跟踪分析法（Nanoparticle tracking analysis, NTA）、双辛可宁酸法（Bicinchoninic acid, BCA）、数字PCR（Digital polymerase chain reaction, dPCR）等技术被广泛应用于EVs的定量分析。这些方法能够精确测量EVs的数量、粒径分布以及核酸和蛋白质的含量，从而为研究EVs在病原感染中的作用提供了重要的技术支持。

此外，EVs在免疫反应中的作用也引起了研究者的关注。一些研究表明，EVs能够通过携带特定的核酸和蛋白质，调节宿主细胞的免疫反应。例如，HBV感染的肝细胞释放的EVs能够通过刺激巨噬细胞的分化和激活，增加NKG2D配体的表达，从而促进病毒RNA的降解。而HIV感染细胞释放的EVs则能够通过扰乱胆固醇代谢，增强免疫反应，但同时也可能通过抑制宿主细胞的抗病毒反应来促进病毒的传播。

胞外囊泡在病原感染、传播和免疫反应中发挥着复杂且多样的作用。随着研究的深入，EVs有望成为病原感染诊断和治疗的新靶点。然而，目前对于EVs在不同病原感染中的具体机制仍需进一步探索，特别是在跨物种传播和免疫调节方面的作用机制。未来的研究需要结合高通量技术平台，深入分析EVs的成分及其在病原感染中的功能，从而为个性化医疗和疾病防控提供新的理论依据。

论文信息：

Junyao Xiong, Usama Ashraf, Jing Ye, Shengbo Cao. Extracellular Vesicles in Pathogenic Infection, Transmission, and Immunity. Engineering, 2024, 43(12): 238-252 DOI:10.1016/j.eng.2024.06.011