大型细胞外囊泡Blebbisomes的发现及其功能研究

2025-04-29 Tue
学术背景细胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs）是细胞间通信的重要媒介，通过携带蛋白质、脂质和遗传信息，参与多种生理和病理过程。然而，目前对EVs的了解仍然不完整，尤其是关于超大EVs的研究较为匮乏。为了填补这一空白，研究人员探索了一种新型的超大EVs——Blebbisomes。Blebbisomes具有独特的“blebbing”（膜泡形成）行为，并且含有多种功能性细胞器，如线粒体和多囊泡内体，但缺乏明显的细胞核。这一发现为细胞间通信的研究开辟了新的方向，尤其是在癌症免疫逃逸和细胞自主通信领域具有重要意义。
论文来源这篇论文由Dennis K. Jeppesen、Zachary C. Sanchez等来自Vanderbilt University Medical Center和Vanderbilt University School of Medicine的研究团队共同完成。论文于2025年3月发表在Nature Cell Biology期刊上，标题为“Blebbisomes are large, organelle-rich extracellular vesicles with cell-like properties”，DOI为10.1038/s41556-025-01621-0。
研究流程与结果1. Blebbisomes的发现与表征研究人员在研究癌细胞释放的囊泡时，观察到一种直径可达20微米的超大EVs，这些囊泡表现出持续的“blebbing”行为，因此将其命名为Blebbisomes。通过差分干涉对比显微镜（DIC）和扫描电子显微镜（SEM），研究人员发现Blebbisomes的形成机制与传统的膜泡释放不同，它们通过细胞收缩事件从细胞中分离出来，而非通过膜泡的直接释放。此外，Blebbisomes中含有功能性线粒体，这些线粒体能够生成ATP，支持其持续的膜泡活动。
关键结果：

- Blebbisomes的平均直径为10微米，最大可达20微米。

- 通过荧光显微镜和超分辨率显微镜（iSIM）证实，Blebbisomes中含有功能性线粒体。

- 实验表明，Blebbisomes能够通过非肌肉肌球蛋白IIb（myosin IIb）的收缩机制形成。
2. Blebbisomes的蛋白质组学分析为了进一步研究Blebbisomes的组成，研究人员通过高分辨率密度梯度分离技术纯化了Blebbisomes，并进行了蛋白质组学分析。结果显示，Blebbisomes含有大量线粒体、内质网、高尔基体和核糖体相关蛋白质，但与细胞相比，其核膜蛋白含量较低。此外，Blebbisomes中还检测到与免疫逃逸相关的蛋白质，如CD47和CD73。
关键结果：

- Blebbisomes的蛋白质组成与细胞相似，但缺乏核膜蛋白。

- Blebbisomes中含有多种细胞器相关蛋白质，如VDAC2（线粒体）、Calreticulin（内质网）和TGN蛋白2（高尔基体）。

- 免疫印迹分析显示，Blebbisomes中含有CD47和CD73等免疫逃逸相关蛋白。
3. Blebbisomes与其他大型EVs的区别研究人员将Blebbisomes与另一种大型EVs——Large Oncosomes进行了比较。结果显示，Large Oncosomes不表现出“blebbing”行为，且其线粒体功能受损。此外，Blebbisomes中含有更多的内质网和高尔基体相关蛋白质，而Large Oncosomes中这些蛋白质的含量较低。
关键结果：

- Large Oncosomes不表现出“blebbing”行为，且其线粒体功能受损。

- Blebbisomes中含有更多的内质网和高尔基体相关蛋白质。
4. Blebbisomes的细胞器组成通过透射电子显微镜（TEM）和免疫荧光技术，研究人员发现Blebbisomes中含有多种细胞器，包括线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、多囊泡内体和自噬体。此外，Blebbisomes中还含有RNA，这进一步表明其具有独立的细胞功能。
关键结果：

- TEM图像显示，Blebbisomes中含有线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体和多囊泡内体。

- 荧光原位杂交（FISH）证实，Blebbisomes中含有RNA。
5. Blebbisomes的摄取与分泌功能研究人员发现，Blebbisomes能够摄取其他EVs，并且能够分泌外泌体（exosomes）和微囊泡（microvesicles）。通过荧光标记实验，研究人员观察到Blebbisomes内部含有被摄取的EVs，并且通过免疫印迹分析证实，Blebbisomes能够分泌外泌体和微囊泡。
关键结果：

- Blebbisomes能够摄取其他EVs，并且能够分泌外泌体和微囊泡。

- 免疫印迹分析显示，Blebbisomes分泌的EVs中含有Syntenin-1（外泌体标记物）和Annexin A1（微囊泡标记物）。
6. Blebbisomes在体内的存在与免疫检查点蛋白研究人员在三维胶原基质和斑马鱼胚胎中观察到Blebbisomes的释放，并且在小鼠骨髓中也分离出了Blebbisomes。此外，研究发现，癌症来源的Blebbisomes中含有多种免疫检查点蛋白，如PD-L1、PD-L2、B7-H3、VISTA和HLA-E，这些蛋白可能与癌症免疫逃逸有关。
关键结果：

- Blebbisomes在三维胶原基质和斑马鱼胚胎中能够被观察到。

- 癌症来源的Blebbisomes中含有PD-L1、PD-L2、B7-H3、VISTA和HLA-E等免疫检查点蛋白。
结论与意义Blebbisomes是一种新型的超大EVs，具有独特的“blebbing”行为和多种功能性细胞器。它们不仅能够摄取其他EVs，还能够分泌外泌体和微囊泡，表明其在细胞间通信中具有重要作用。此外，Blebbisomes中含有多种免疫检查点蛋白，可能在癌症免疫逃逸中发挥关键作用。这一发现为细胞间通信和癌症免疫治疗的研究提供了新的视角。
研究亮点新型EVs的发现：Blebbisomes是迄今为止发现的最大EVs，具有独特的“blebbing”行为。

功能性细胞器：Blebbisomes中含有功能性线粒体、内质网、高尔基体等多种细胞器。

摄取与分泌功能：Blebbisomes能够摄取其他EVs，并且能够分泌外泌体和微囊泡。

免疫检查点蛋白：癌症来源的Blebbisomes中含有多种免疫检查点蛋白，可能在癌症免疫逃逸中发挥重要作用。

其他有价值的信息研究人员还发现，Blebbisomes能够通过非肌肉肌球蛋白IIb的收缩机制形成，并且其形成不依赖于ESCRT（Endosomal Sorting Complex Required for Transport）复合物。这一发现为Blebbisomes的生物发生机制提供了新的见解。