外泌体制备方法的优化新思路:外泌体释放受mTORC1调节

　　外泌体（Exosome）是由多种类型的细胞释放到细胞外的小型膜结合囊泡。

　　这些纳米大小的囊泡携带蛋白质，mRNA和miRNA，并参与了废物清理和细胞间通讯的过程。本研究发现，外泌体释放导致的细胞膜和蛋白质含量的损失，受到了雷帕霉素复合物1（mTORC1）负向调节。

　　在细胞和动物模型中的研究发现，mTORC1的持续活化能够有效抑制外泌体的释放，进一步导致CD63阳性外泌体前体在细胞内的积累。当抑制雷帕霉素的影响（通过药物或营养控制）之后，外泌体释放得到了有效的刺激，同时有效刺激自噬反应的发生。

　　通过siRNA介导的小GTP酶Rab27A的表达量下调，则能够有效阻断上述正向刺激作用。通过对接受雷帕霉素处理的细胞释放的外来体中的内容物含量的分析揭示，mTORC1的抑制并不会改变其中大多数蛋白质和miRNA的表达谱。

　　这些观察结果表明：外泌体的释放，例如自噬过程，受到mTORC1的负面调节，而这进一步受到了营养和生长因子条件影响。

　　讨论

　　外泌体释放和自噬是两个相互关联的过程，它们都导致细胞膜和蛋白质含量的损失。

　　以前的研究表明mTORC1受到营养和生长因子条件的影响，对自噬过程进行严格的调控。在本研究中，我们发现外源体释放也受到了mTORC1调控。

　　mTORC1对外泌体释放的影响使人联想到自噬过程，因为活性mTORC1抑制释放，而无活性的mTORC1促进该过程。

　　因此，我们的研究首次表明外源体释放受mTORC1调节，并且对氨基酸和生长因子条件的变化敏感。

　　“TSC1和TSC2缺陷导致细胞内积累大量CD63阳性囊泡”结果表明：mTORC1在外泌体分泌过程的晚期阶段起作用，可能发生在在外泌体前体与质膜对接/融合的阶段。 Rab27A参与mTORC1介导的外泌体释放支持了这一观点（已知这种小GTP酶参与了外泌体前体在质膜上的停留）。

　　此外，抑制mTORC1能够增加外泌体释放而不显著改变其内容物含量的结果也表明：mTORC1参与了控制外泌体的释放过程而不参与其形成。

　　自噬和外泌体释放这两个过程都影响着细胞蛋白质，RNA和膜结构稳态的维持。

　　其中，自噬过程涉及到脂质分子和蛋白质的回收利用，而外泌体释放则导致膜和蛋白质的净损失。因此，这两个过程的平衡是细胞在各种条件下保持其适应性的关键。 mTORC1同时参与这两个过程，因此提供了一种维持平衡的手段。

　　除此之外，外泌体还携带许多类型的信号分子起到细胞间通讯的作用。因此，当mTORC活性在外界条件影响被抑制时，外泌体的释放量的增加可能作为与其它细胞沟通以协调系统反应的一种方式。

　　相反，持续的mTORC1活化阻止外泌体的释放，导致其前体物质的积累。这种异常可能会扰乱胞内膜结构的稳态，并减少外泌体介导的信号分子分泌。因此，外泌体释放的缺陷可能有助于解释多种涉及mTORC1活化的疾病（如结节性硬化综合征等）的发病机理。

　　最近，越来越多的研究开始关注外泌体的治疗价值，例如靶向递送药物，抑制剂，miRNA和siRNA，以及利用干细胞衍生的外泌体的再生特性等。这些应用的主要技术障碍是如何产生足够的、具有稳定和一致特性的外泌体。

　　在这方面，我们发现通过药物或营养控制等手段抑制mTORC1活化，能够增强外泌体释放，同时不改变外泌体的含量，这一发现为外泌体制备提供了优化思路。

　　总之，我们的研究表明，外源体释放受mTORC1调节，以响应营养和生长因子条件的变化，并且mTORC1活化抑制体内外条件下外泌体释放。mTORC1通过对这两个过程进行同步调节，允许细胞协调废物管理和再循环，这可能在各种不利条件下在细胞适应性中起关键作用。

　　此外，在受到葡萄糖匮乏和缺氧等应激刺激下，细胞能够增加外泌体的释放。基于此，未来的相关研究应当考虑在上述应激条件下外泌体释放的增加是否也受mTORC1调节。