外泌體是如何破壞了血管的完整性？

    外泌體在細胞間通訊中起著關鍵作用，因為它們包含信號分子和遺傳物質(zhì)，正因為此，外泌體有關的高分文章層出不窮。在腫瘤發(fā)生過程中，已經(jīng)證明腫瘤來源的外泌體促進腫瘤血管生成和轉(zhuǎn)移。

    今天我們講述一篇關于外泌體通過觸發(fā)內(nèi)皮細胞中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激來破壞血管完整性的文章，該文章題名為：“Exosomes derived from HeLa cells break down vascular integrity by triggering endoplasmic reticulum stress in endothelial cells”，發(fā)表在J Extracell Vesicles期刊上，影響因子： 11。本文探索了HeLa細胞來源的外體(海拉癌細胞株)及其相關機制。該研究發(fā)現(xiàn)，HeLa細胞來源的外泌體通過觸發(fā)內(nèi)皮細胞中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激和破壞內(nèi)皮完整性來促進轉(zhuǎn)移。外泌體的這種作用是不依賴于微核糖核酸的。

結果一、海拉癌細胞株破壞內(nèi)皮細胞的TJs，破壞內(nèi)皮細胞單層的屏障功能

    要獲得外泌體（Exo）的效果海拉癌細胞株在內(nèi)皮單層的通透性上，檢測癌細胞(Siha/GFP)的跨內(nèi)皮侵襲。有更多的綠色熒光蛋白標記的Siha細胞通過胞外遷移海拉癌細胞株-經(jīng)處理的人臍靜脈內(nèi)皮細胞單層與經(jīng)PBS或正常人臍靜脈內(nèi)皮細胞外體處理的人臍靜脈內(nèi)皮細胞單層相比(外體HCEC)。體外循環(huán)治療血管內(nèi)皮細胞瘤海拉癌細胞株與用Exo處理的熒光探針相比，顯著增加了熒光探針通過電子傳輸層的次數(shù)HCEC或PBS。免疫熒光染色顯示，在用Exo處理后，人臍靜脈內(nèi)皮細胞單層中的ZO-1和CLDN5均顯著減少海拉癌細胞株，但不適用于PBS或ExoHCEC。

結果二、海拉癌細胞株血管通透性增加體內(nèi)

    為了進一步證明Exo的效果海拉癌細胞株內(nèi)皮屏障體內(nèi)，小鼠被注射了海拉癌細胞株或ExoHCEC通過尾靜脈注射FITC葡聚糖。在外耳道檢測到FITC-葡聚糖從耳朵血管中嚴重泄漏海拉癌細胞株-，但不是在ExoHCEC-或PBS處理的小鼠。在肺和肝中也觀察到類似的結果，因為在肺切片中檢測到更多的熒光和肝臟。在肺CD31陽性的內(nèi)皮細胞中檢測到明顯較少的ZO-1和CLDN5。這些結果表明，海拉癌細胞株治療導致內(nèi)皮細胞中TJ蛋白的下調(diào)，這增加了不同器官中的血管通透性。

結果三、海拉癌細胞株促進腫瘤轉(zhuǎn)移體內(nèi)

    將小鼠乳腺癌4T1細胞用熒光素酶基因轉(zhuǎn)導并植入小鼠，連續(xù)3周每天注射外泌體，確定Exo是否海拉癌細胞株治療可以促進腫瘤轉(zhuǎn)移。在Exo中檢測到明顯更多的遠處轉(zhuǎn)移海拉癌細胞株-通過發(fā)光分析處理的小鼠，而三組之間原發(fā)腫瘤的大小沒有顯著差異。在Exo中檢測到超過兩倍的肺轉(zhuǎn)移海拉癌細胞株-與Exo相比，處理過的小鼠HCEC-處理過的小鼠。

結果四、外體微小核糖核酸沒有引起TJs的下調(diào)

    海拉癌細胞株-誘導內(nèi)皮完整性的惡化，對內(nèi)皮細胞的增殖和TJ蛋白與其他蛋白(VEGFR2，E2F1)在曲拉通處理后被逆轉(zhuǎn)，表明外泌體內(nèi)部的成分是抑制作用的原因。由于外泌體的微小核糖核酸(miRNAs)在外泌體介導的效應中起重要作用，外泌體中所有的微小核糖核酸都被測序和分析。結果顯示，用miRNA抑制劑預處理人臍靜脈內(nèi)皮細胞并不能逆轉(zhuǎn)內(nèi)皮細胞中ZO-1或CLDN5的下調(diào)海拉癌細胞株。在HeLa細胞中DICER蛋白下調(diào)了約70%，DICER基因敲除并沒有減弱HeLa外體對人臍靜脈內(nèi)皮細胞TJ蛋白的下調(diào)作用，表明miRNAs可能不參與HeLa外體對TJ蛋白的抑制作用。

結果五、抑制泛素化或自噬都不能逆轉(zhuǎn)ZO-1和CLDN5的蛋白水平

    檢查Exo是否海拉癌細胞株-通過增強的泛素化途徑誘導TJ蛋白的下調(diào)，蛋白酶體抑制劑MG132與Exo一起被加入到人臍靜脈內(nèi)皮細胞培養(yǎng)物中海拉癌細胞株。結果顯示，MG132沒有逆轉(zhuǎn)Exo的抑制作用海拉癌細胞株CLDN5和ZO-1的表達，表明泛素化途徑可能不參與TJ蛋白的下調(diào)，TJ蛋白的減少不是通過外切海拉癌細胞株誘導自噬。

結果六、海拉癌細胞株誘導內(nèi)皮細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激

    為了確定Exo的影響海拉癌細胞株在內(nèi)皮細胞上，通過比較體外培養(yǎng)前后內(nèi)皮細胞的基因序列，分析內(nèi)皮細胞基因表達的變化海拉癌細胞株治療。GO分析和途徑分析確定了細胞功能的主要變化，如細胞存活、遷移和粘附、增殖、核糖核酸表達和炎癥。這些數(shù)據(jù)表明內(nèi)皮細胞經(jīng)外源性細胞外基質(zhì)處理后誘發(fā)了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激海拉癌細胞株。有趣的是，鈣網(wǎng)蛋白和LAMP1的點，而不是GM130，隨著外泌體治療的進展而增加，表明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和溶酶體內(nèi)的同質(zhì)性改變，并且內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激是內(nèi)皮細胞TJ蛋白下調(diào)的原因。

結    論:
    海拉癌細胞株引發(fā)內(nèi)皮細胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激，即來自癌細胞(如HeLa細胞)的外體成分可觸發(fā)受體細胞中的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激。該研究可能為腫瘤轉(zhuǎn)移提供一種新的機制，并可能成為一種潛在的新的治療靶點。需要進一步的研究來確定引發(fā)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激的外體成分的細節(jié)。