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• 細胞外囊泡是細胞分泌出的奈米級顆粒，在細胞間中扮演傳遞訊息的角色。細胞外囊泡種類多樣，其中又以外泌體最受關注。
• 外泌體過往被視為細胞的廢物處理機制，現在則被認為具有重要的生物學功能，在疾病診斷、疾病治療、再生醫學和生物標記方面有巨大潛力。
• 雖在疾病診斷和治療展現多樣的可能性，但外泌體的臨床應用仍面臨製備、品質控制等挑戰。

細胞外囊泡（extracellular vesicles, EVs，又稱胞外體）是由細胞分泌、具有脂質雙層結構的小顆粒，內含蛋白質、核酸、代謝物等各種物質，在細胞間訊息傳遞中扮演重要角色。細胞外囊泡種類多樣化，主要包括外泌體（exosome）、微囊泡（microvesicle, MV）和凋亡小體（apoptotic body）（圖一）。

對於科學家來說，最引人注目的就是外泌體。外泌體能透過多泡體（multivesicular bodies, MVBs）與細胞膜融合並釋放，直徑約為30 ～ 150 奈米（nm），因此目前相關領域的學者也將它稱為小型細胞外囊泡（small EVs, sEVs）。另外，微囊泡直徑範圍則為100 ～ 1000 nm，由細胞膜外突所產生。凋亡小體直徑範圍為 50 ～ 5000 nm，由經歷細胞凋亡（apoptosis，又稱程序性細胞死亡）的細胞產生。

外泌體的命名和研究歷程

命名問題起初在這個領域備受挑戰，雖然現在「細胞外囊泡」已被普遍接受，但「外泌體」這個術語已深深嵌入科學界的詞彙中。1981 年，由美國國家神經與溝通障礙與中風研究所（National Institute of Neurological and Communicative Disorders and Stroke, NINCDS）博士特拉姆斯（Eberhard Trams）領導的研究團隊首次使用「外泌體」一詞，描述細胞表面釋放的細胞外囊泡。他們將從培養細胞中分離的囊泡稱為「外泌體」，「外泌」（exo）代表它們是向外排出，並且存在於細胞外；「體」（some）則表示它們通過高速離心分離，類似於當時已知的「微粒體」（microsome）和「突觸體」（synaptosome）。不過，當時的研究人員主要將外泌體視為細胞「廢物處理機制」。 在約翰斯通（Rose Johnstone）1991 年的論文中，則是將外泌體描述為「淘汰過時膜蛋白的主要途徑」，這一觀點在隨後十年間對EVs 的研究方向產生了深遠影響。

外泌體的來源是胞內體（endosome）。首先，細胞內膜向內產生早期胞內體（early endosome），這些胞內體透過融合進入下一步的分選過程，決定它們最終的生物代謝路徑。早期胞內體可以與內吞小泡融合，引導其中攜帶的物質進行再循環、降解或分泌。如果物質被回收，它們將形成再循環胞內體；而其餘的早期胞內體則成熟為晚期胞內體。晚期胞內體的膜向內形成MVBs，其中包含大量的內腔小泡（intraluminal vesicles, ILVs）。在此階段，MVBs 同樣可以與溶酶體（lysosome）融合，進一步降解ILVs；或與細胞膜融合，將ILVs 釋放至細胞外環境。這些釋放出的ILVs 就是外泌體，含有細胞內的多種蛋白質、核酸、脂質和多醣。另一種EVs 的釋放機制是細胞膜向外突出，形成釋放性的微囊泡。

隨著外泌體的發展，科學家開始研究在疾病狀態下EVs 數量的變化，並探索物理和生化特性，也引起了研究人員對EVs 在生物學功能中潛在作用的關注。此類研究開啟了EVs 作為疾病治療和生物標記的應用前景，並為21 世紀初EVs 研究的爆發提供了動力。……【更多內容請閱讀科學月刊第659期】