忙碌的一周又开始了，我们的周一大文献也如期而至和大家见面了。今天小编为大家送来的文章是发表在《
Nature communication
》题为：
Exosomes maintain cellular homeostasis by excreting harmful DNA from cells
。目前已有大量的文献证实
e
xosomes
参与各种生理和疾病过程，在本篇文章中，作者从
e
xosomes
在维持细胞内稳态过程中发挥它重要作用的角度深刻剖析
e
xosomes
的生理功能。
真核细胞通过多种潜在的自我防护机制来维持自身细胞内稳态，其中，经细胞衰老阻止细胞异常增殖发生致瘤性转化是其防护机制之一。衰老细胞具有不可逆细胞周期组织、分泌多种分泌型蛋白等特点，同时，它能增加
e
xosomes
的分泌。所以，在该突破口的牵引下，作者研究发现
e
xosomes
能够移除胞质内有害的
DNA
从而有效地维持细胞内稳态。
一、
E
xosomes
分泌物维持细胞稳态
首先，作者为了增加对
e
xosomes
生理功能的进一步理解，他们检测了衰老细胞中
e
xosomes
分泌物抑制后的效应。经纳米粒子跟踪分析和
WB
结果显示，在不同的人癌细胞系中，
Alix
或
Rab27a
缺失可引起
e
xosomes
持续减少（图
1a
、
1b
），同时伴随细胞凋亡发生增加（图
1c-1f
）。以上两种现象不难看出
e
xosomes
持续减少与细胞凋亡发生增加为相反的关系。对衰老细胞进行类似实验也出现了与癌细胞相似但并不显著的效应（图
2a-2c
）。为了排除
siRNA
脱靶反应带来的干扰，作者进行了图
2e-2f
的研究，将
siRNA cDNA
干扰后行回补实验。以上结果均表明，
e
xosomes
分泌物在哺
乳动物细胞稳态中扮演着重要角色。
Figure 1
Figure 2
二、E
xosomes
分泌物阻止
DDR
异常活化
那么，在衰老细胞中发生了什么样的机制变化能够引起上述的现象呢？作者发现，抑制
e
xosomes
分泌物不仅能够引起细胞凋亡，也可致衰老样细胞发生不可逆性细胞周期阻滞（图
2a
、
2b
）。事实上，经
siRNA
或化学抑制剂干扰
e
xosomes
分泌物可增加正常人类细胞中
DDR
信号（图
2d
）。同时敲减
ATM
和
ATR
，伴随
Alix
或
Rab27a
缺失，消除了衰老样细胞细胞周期阻滞和细胞凋亡的消耗。这些证据证明，
e
xosomes
分泌物维持细胞内稳态的机制是抑制
DDR
通路异常激活。
Figure 3
三、e
xosomes
分泌有害的胞质
DNA
实际上，
e
xosomes
分泌的胞外囊泡中含有一定比例
DNA
（图
4a
），电泳和
DNA
测序分析表明不同
DNA
片段来自所有染色体，且并非来自细胞线粒体，而是存在于由
HDFs
释放的
e
xosomes
中（图
4b
、
4c
）。对比上述
DNA
与
e
xosomes
，经蔗糖密度梯度分离发现衰老细胞分泌的
e
xosomes
所含染色体
DNA
片段确实含有与典型的
e
xosomes
相同标记（图
4d
）。同理，过表达
Dnase2a
（溶酶体
DNA
核酸内切酶）——作用于胞质
dsDNA
，能够减少核
DNA
胞质内积累并缓解细胞因
Alix/Rab2a
缺失所致的
DDR
通路异常激活（图
5a-5d
）。这些结论让作者不经提出这么一个想法：
e
xosomes
分泌物抑制
DDR
通路异常激活与其将细胞内有害
DNA
分泌出有关。
Figure 4
Figure 5
四、e
xosomes
分泌物阻止异常的固有免疫
以上的种种观察又将问题提升到胞质内富集的核
DNA
是如何引起人正常细胞
DDR
效应的？研究发现，抑制
e
xosomes
分泌，
IFN
通路明显激活，过表达
HDFs Dnase2a
时，激活的
IFN
通路又有所减弱（图
5e
）。当
ROS
发生被
N-
乙酰半胱氨酸处理抑制后，可使
HDFs Alix/Rab27a
缺失，导致
DDR
通路激活及细胞凋亡减少（图
6
）。图
7
结果相似。在小鼠肝脏中也有相似的结果（图
8
）。
Figure 5
Figure 6
Figure 7
Figure 8
五、e
xosomes
阻止病毒进攻细胞
最后，为了进一步清晰
e
xosomes
的生理功能，作者分析
e
xosomes
是否也能排除细胞外源性
DNA
？运用重组腺病毒编码绿色荧光蛋白研究发现，抑制
e
xosomes
分泌物后可引起
HEK293
细胞中腺病毒感染增加。
Figure 9
F
igure 10
总而言之，
e
xosomes
在介导转移胞内有害
DNA
的过程中发挥了重要作用。今天的文献解读到这里啦，不知道大家有没有新的收获，期待下次和大家见面哦！
