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exosomes参与各种生理和疾病过程，在本篇文章中，作者从exosomes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exosomes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exosomes的分泌。所以，在该突破口的牵引下，作者研究发现exosomes能够移除胞质内有害的DNA从而有效地维持细胞内稳态。
一、Exosomes分泌物维持细胞稳态
首先，作者为了增加对exosomes生理功能的进一步理解，他们检测了衰老细胞中exosomes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exosomes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exosomes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，exosomes分泌物在哺乳动物细胞稳态中扮演着重要角色。
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二、Exosomes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exosomes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exosomes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，exosomes分泌物维持细胞内稳态的机制是抑制DDR通路异常激活。
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三、exosomes分泌有害的胞质DNA
实际上，exosomes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exosomes中（图4b、4c）。对比上述DNA与exosomes，经蔗糖密度梯度分离发现衰老细胞分泌的exosomes所含染色体DNA片段确实含有与典型的exosomes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：exosomes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。
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四、exosomes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exosomes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）。
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五、exosomes阻止病毒进攻细胞
最后，为了进一步清晰exosomes的生理功能，作者分析exosomes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exosomes分泌物后可引起HEK293细胞中腺病毒感染增加。
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总而言之，exosomes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！
