研究揭示細胞遠距離通訊的新機制

根據芝加哥伊利諾伊大學（UIC）研究人員的新發現，細胞外的囊泡(細胞釋放的納米顆粒)可以像汽車在車流中進進出出那樣快速移動，在細胞外充滿障礙物的環境中導航。

他們發表在Nature Nanotechnology雜志上的研究結果，是有效利用細胞外囊泡(EVs)作為治療疾病(如肺損傷和癌癥)的關鍵**步。

盡管EVs在30多年前就被發現了，但許多人認為EVs是困在細胞外基質中的細胞垃圾，在過去的10年里，該領域已經認識到EVs并不是垃圾。它們在細胞之間的遠距離通訊中扮演著重要的角色。

細胞外基質是一個凝膠狀的網狀結構，由緊實的蛋白質鏈和糖包圍細胞。為了了解數以十億計的EVs是如何導航的，UIC醫學院生物工程和藥學副教授Jae-Won Shin的實驗室使用了改進的成像、囊泡標記和運動捕捉技術，這些技術在幾十年前是不可能的。

研究人員利用一種稱為水凝膠的人工基質來研究其結構是否在EVs導航中發揮作用。他們定制水凝膠的硬度，以及水凝膠在受到物體的壓力后放松的程度，以使水凝膠或多或少像人體中的基質。

"當水凝膠不能像橡膠一樣隨著時間的推移放松時，EVs就會卡住。"UIC工程學院的研究生、該研究**作者Stephen Lenzini說道。"水凝膠需要有一個堅硬的骨架來提供某種結構，但在壓力之后，它也必須足夠放松，隨著時間的推移重新調整自己，這使得EVs可以移動。"有趣的發現是，EVs在某些材料中所具有的這種移動能力在類似大小的合成粒子中并不存在。"

EVs用來保護貨物的薄膜對其自身在狹小空間中的靈活性也是至關重要的。當水通道蛋白1 -一種允許水進出EVs的膜蛋白停止工作時，EVs就卡住了。水分通過膜中的水通道蛋白-1對EVs通過水凝膠間隙至關重要。

Lenzini說："這項研究為研究EVs及其內容物在組織中的分布開辟了新的途徑。"

Shin說，這些發現使UIC研究小組更接近于設計有效的藥物遞送系統。

"有一系列的疾病的組織環境中經歷了實質性的變化。在纖維化和一些癌癥中，隨著時間的推移，組織和基質變得更加堅硬。在一些癌癥中，EVs的分布導致了疾病的傳播。所以，了解EVs是如何分散的對于開發這些無細胞療法和阻止疾病進展是至關重要的。"