研究揭示細胞遠距離通訊的新機制

根據(jù)芝加哥伊利諾伊大學(xué)（UIC）研究人員的新發(fā)現(xiàn)，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(huán)境中導(dǎo)航。

他們發(fā)表在Nature Nanotechnology雜志上的研究結(jié)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(guān)鍵**步。

盡管EVs在30多年前就被發(fā)現(xiàn)了，但許多人認(rèn)為EVs是困在細胞外基質(zhì)中的細胞垃圾，在過去的10年里，該領(lǐng)域已經(jīng)認(rèn)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(zhì)是一個凝膠狀的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由緊實的蛋白質(zhì)鏈和糖包圍細胞。為了了解數(shù)以十億計的EVs是如何導(dǎo)航的，UIC醫(yī)學(xué)院生物工程和藥學(xué)副教授Jae-Won Shin的實驗室使用了改進的成像、囊泡標(biāo)記和運動捕捉技術(shù)，這些技術(shù)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(zhì)來研究其結(jié)構(gòu)是否在EVs導(dǎo)航中發(fā)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(zhì)。

"當(dāng)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(xué)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(jié)構(gòu)，但在壓力之后，它也必須足夠放松，隨著時間的推移重新調(diào)整自己，這使得EVs可以移動。"有趣的發(fā)現(xiàn)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(guān)重要的。當(dāng)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(guān)重要。

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

Shin說，這些發(fā)現(xiàn)使UIC研究小組更接近于設(shè)計有效的藥物遞送系統(tǒng)。

"有一系列的疾病的組織環(huán)境中經(jīng)歷了實質(zhì)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(zhì)變得更加堅硬。在一些癌癥中，EVs的分布導(dǎo)致了疾病的傳播。所以，了解EVs是如何分散的對于開發(fā)這些無細胞療法和阻止疾病進展是至關(guān)重要的。"