邱勇,馬晶,曾毅
1. 北京工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與生物工程學(xué)院,北京 100124; 2. 中國疾病預(yù)防控制中心病毒病預(yù)防控制所傳染病預(yù)防控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 102206
外泌體作為細(xì)胞分泌的結(jié)構(gòu)和組分中被研究得最為明確的納米顆粒,自1983年在綿羊網(wǎng)織紅細(xì)胞培養(yǎng)上清液中發(fā)現(xiàn)以來[1],廣泛用于各種生理病理機(jī)制研究。最初,研究者認(rèn)為外泌體是細(xì)胞排除代謝廢物的工具;后來證實(shí),外泌體能獨(dú)立于自分泌、旁分泌、內(nèi)分泌、細(xì)胞接觸等經(jīng)典途徑來促進(jìn)細(xì)胞間的信號(hào)傳遞,參與生理病理調(diào)節(jié)。病毒相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),外泌體能轉(zhuǎn)運(yùn)有活性的病毒蛋白、病毒核酸、病毒粒子及病毒相關(guān)免疫分子,成為病毒感染機(jī)制、病毒免疫調(diào)節(jié)、抗病毒藥物載體等研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)。目前已證實(shí),多種病毒可借助外泌體的生物學(xué)特性進(jìn)化出有利于自身復(fù)制和感染的策略,其中RNA病毒尤為突出。此類病毒能將自身組分載入外泌體,實(shí)現(xiàn)胞間傳播并增強(qiáng)后續(xù)感染;還可能劫持外泌體形成過程來完成病毒組裝并獲得免疫逃避[2-3]。人類免疫缺陷病毒1型(human immunodeficiency virus type 1,HIV-1)是首個(gè)用于外泌體研究的RNA 病毒,也是目前研究最多、最深入的病毒之一。由于對(duì)外泌體形成及其體內(nèi)作用機(jī)制的認(rèn)識(shí)尚不完善,以其為基礎(chǔ)的 HIV-1感染病理機(jī)制更是知之甚少,導(dǎo)致研究外泌體與HIV-1感染的關(guān)系極具挑戰(zhàn)性。本文著眼于HIV-1,根據(jù)目前相對(duì)清楚的研究結(jié)果,介紹外泌體的生物源性和特性,并重點(diǎn)闡明HIV-1如何通過外泌體促進(jìn)自身傳播及外泌體如何介導(dǎo)HIV-1感染相關(guān)免疫反應(yīng),探討外泌體在HIV-1感染研究中的應(yīng)用前景及障礙,為進(jìn)一步了解外泌體與HIV-1感染的關(guān)系提供新認(rèn)識(shí)。
外泌體是大多數(shù)動(dòng)物細(xì)胞代謝過程中分泌的磷脂雙層膜包裹的納米顆粒,直徑50~100 nm,密度 1.13~1.19 g/cm3。一般認(rèn)為,細(xì)胞膜經(jīng)內(nèi)吞作用在胞質(zhì)中形成早期核內(nèi)體,早期核內(nèi)體向其腔內(nèi)出芽,形成含有多個(gè)管腔內(nèi)泡(intraluminal vesicle,ILV)的成熟核內(nèi)體,即多囊泡體(multivesicular body,MVB)。MVB與胞膜融合后,將ILV釋放到胞外,即為外泌體。該過程經(jīng)兩次膜向內(nèi)折疊,使細(xì)胞膜來源的表面分子在外泌體膜上保留了原有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[4]。EVPedia[5],Vesiclepedia[6]和ExoCarta[7]等數(shù)據(jù)庫顯示,已發(fā)現(xiàn)的外泌體內(nèi)含物中蛋白、核酸、脂質(zhì)均達(dá)數(shù)千種,這些分子大多數(shù)繼承于外泌體母細(xì)胞,也有部分為外泌體所特有,且不同細(xì)胞和組織液來源的外泌體在內(nèi)含物和表面分子的種類及數(shù)量方面有所差異。大量研究表明,外泌體形成和內(nèi)含物分揀機(jī)制主要受來自Rab家族[8-9]、四跨膜蛋白家族[10-11]、內(nèi)吞體分選轉(zhuǎn)運(yùn)復(fù)合物(endosomal sorting complex required for transport,ESCRT)家族[12-13]成員的調(diào)控,但該過程尚缺乏精準(zhǔn)的描述。分泌到胞外的外泌體,可通過膜融合、胞吞、細(xì)胞類型特異性吞噬方式進(jìn)入受體細(xì)胞[14-16]。在前臨床和臨床試驗(yàn)中,根據(jù)大小、密度、富集度、表面分子種類等特性可將外泌體從體液和體外細(xì)胞培養(yǎng)上清液中分離。分離物中通常會(huì)伴隨部分微泡(microvisicle,MV)和凋亡小泡(apoptotic vesicle,AV)等,與外泌體的大小、密度、膜蛋白種類等特性部分重疊,因此很難對(duì)外泌體進(jìn)行徹底分離。為描述方便,研究者習(xí)慣將分離所得混合物統(tǒng)稱為細(xì)胞外囊泡(extracellular vesicle,EV)。國際細(xì)胞外囊泡協(xié)會(huì) (International Society for Extracellular Vesicles,ISEV)在2014年對(duì)外泌體進(jìn)行了準(zhǔn)確定義,以其表面特殊標(biāo)記,如TSG101、Alix、flotillin 1、四跨膜蛋白(CD9、CD63、CD81)和某些整合素作為區(qū)別外泌體與其他EV的依據(jù)[17]。
在生理特性上,外泌體與HIV-1有很多相似之處[18]。它們的形成均依賴胞中核內(nèi)體系統(tǒng),如ESCRT家族介導(dǎo)的出芽機(jī)制;顆粒大小相當(dāng),均為100 nm左右;均由含蛋白的脂雙層膜包繞而成;均能攜帶遺傳物質(zhì)。
在生理功能上,外泌體能促進(jìn)HIV-1感染及其相關(guān)免疫反應(yīng)[19]。感染細(xì)胞內(nèi),HIV-1可將某些病毒蛋白與核酸載入外泌體,傳遞至靶細(xì)胞促進(jìn)后續(xù)感染。同時(shí),HIV-1可能劫持外泌體的形成過程來完成病毒組裝,或?qū)⒄麄€(gè)病毒顆粒包裹在外泌體內(nèi)獲得免疫逃避。 HIV-1感染也會(huì)引發(fā)機(jī)體內(nèi)一系列外泌體介導(dǎo)的HIV-1相關(guān)免疫反應(yīng),主要體現(xiàn)在外泌體對(duì)機(jī)體內(nèi)抗HIV-1天然免疫分子的傳遞。目前,在HIV感染或非感染細(xì)胞產(chǎn)生的外泌體中,部分蛋白和核酸與HIV感染存在密切關(guān)系已得到證實(shí)(圖1)。
臨床應(yīng)用中,外泌體可作為HIV-1感染進(jìn)程的監(jiān)視指標(biāo)和抗HIV-1感染藥物載體。在HIV-1感染不同階段,外泌體攜帶的病毒成分和病毒相關(guān)免疫分子的種類和豐度會(huì)發(fā)生變化,檢測(cè)這一變化可對(duì)艾滋病病情進(jìn)行跟蹤;而某些組織液來源的外泌體本身就攜帶抗HIV-1免疫分子,且工程化的外泌體能作為靶向藥物載體已得到證實(shí),使得將外泌體改造為抗HIV-1感染藥物載體成為可能。
HIV-1感染細(xì)胞中,外泌體可攜帶某些病毒蛋白,目前發(fā)現(xiàn)的有負(fù)調(diào)控因子(negative regulatory factor,Nef)[20]和群特異性抗原(group-specific antigen,Gag)[21]。
作為HIV-1 復(fù)制相關(guān)的毒力因子,Nef是目前研究最多的外泌體相關(guān)病毒蛋白。Nef分泌調(diào)節(jié)區(qū)與線粒體熱休克蛋白70(mitochondrial 70 kD heat shock protein,mtHsp70)相互作用,使大部分Nef 被分揀入外泌體,經(jīng)外泌體傳遞,Nef進(jìn)入靶細(xì)胞,誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、淀粉樣蛋白發(fā)生、 血腦屏障破壞等。
圖1外泌體分子與HIV感染的關(guān)系
Fig.1TherelationshipbetweenexosomalmoleculesandHIVinfection
研究表明,通過外泌體的傳遞,Nef可激活靜息CD4+T 細(xì)胞,增加其對(duì)HIV-1的易感性,促進(jìn)病毒的后續(xù)入侵。這也在一定程度上解釋了HIV-1 感染早期大量CD4+T細(xì)胞致死的原因,可能是感染初期HIV-1在體內(nèi)大量傳播的機(jī)制之一[22]。其次,Nef還能與靶細(xì)胞中Argonaute-2結(jié)合,阻斷RNA誘導(dǎo)沉默復(fù)合物(RNA-induced silencing complex,RISC)中Argonaute-2核酸剪切酶活性,抑制細(xì)胞中內(nèi)生抗HIV-1 微小RNA(microRNA,miRNA)介導(dǎo)的病毒基因沉默,表明外泌體能借助轉(zhuǎn)移Nef以促進(jìn)HIV-1感染[23]。再者,被外泌體轉(zhuǎn)運(yùn)至靶細(xì)胞的Nef能與CD4、主要組織相容性復(fù)合體Ⅰ型 (major histocompatibility complex classⅠ,MHC-Ⅰ)胞內(nèi)段尾區(qū)結(jié)合,經(jīng)細(xì)胞內(nèi)吞后轉(zhuǎn)至溶酶體,致使CD4 和MHC-Ⅰ降解,從而使靶細(xì)胞部分或完全喪失抗病毒免疫功能[23]。而巨噬細(xì)胞中的Nef 經(jīng)外泌體傳遞至B細(xì)胞,抑制IgG2 和IgA產(chǎn)生,阻斷抗體,介導(dǎo)一系列抗HIV-1體液免疫活動(dòng)[24]。
HIV-1核衣殼蛋白Gag在感染細(xì)胞中參與外泌體形成過程,該過程又能促進(jìn)HIV-1顆粒的裝配和出芽,促進(jìn)HIV-1復(fù)制與傳播。但具體機(jī)制十分復(fù)雜,尚有待研究[21]。
有趣的是,某些HIV-1宿主細(xì)胞來源的外泌體能將HIV-1 輔助受體C-C 趨化因子受體5(C-C chemokine receptor type 5,CCR5)[25]和CXCR4[26]傳遞至不表達(dá)HIV-1輔助受體的細(xì)胞,賦予了這些細(xì)胞對(duì)HIV-1的易感性,大大拓寬了HIV-1感染的靶細(xì)胞譜,使得其在非易感細(xì)胞中也能擴(kuò)散,但該現(xiàn)象是否在體內(nèi)發(fā)生還無從知曉。除CCR5 和CXCR4外,還發(fā)現(xiàn)宿主來源的外泌體蛋白有促HIV-1感染活性。Esser 等[27]在HIV-1 感染細(xì)胞所釋放的外泌體中發(fā)現(xiàn)CD86、CD45、MHC-Ⅰ等免疫分子,可能通過競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合免疫效應(yīng)細(xì)胞來阻斷共刺激免疫信號(hào),幫助病毒躲避免疫系統(tǒng)。
HIV-1感染細(xì)胞中外泌體可攜帶某些病毒RNA,目前發(fā)現(xiàn)的有Nef mRNA[20]、反式激活反應(yīng)元件(transactivation response element,TAR)RNA及其加工而成的vmiR-TAR[28]、vmiR88和vmiR99[29]、未剪切的HIV-1 mRNA[30]。
Nef mRNA經(jīng)由外泌體進(jìn)入靶細(xì)胞后,具有翻譯活性,發(fā)揮與Nef相似的促進(jìn)HIV-1感染的功能[20]。有研究認(rèn)為,某些細(xì)胞中Nef只能依賴質(zhì)膜靶向功能,通過細(xì)胞接觸進(jìn)入鄰近細(xì)胞,但其對(duì)遠(yuǎn)處細(xì)胞發(fā)生作用,將受限于外泌體介導(dǎo)的Nef mRNA進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)[31]。
TAR RNA 位于HIV 5′長末端重復(fù)序列(5′ long terminal repeat,5′-LTR),為52 個(gè)堿基組成的RNA莖環(huán)結(jié)構(gòu)。HIV-1感染細(xì)胞的外泌體中存在TAR RNA及其加工而成的vmiR-TAR[28]。TAR RNA能降低受體細(xì)胞中周期蛋白依賴性激酶9(cyclin-dependent kinase 9,Cdk9)和 Bim(Bcl-2 interacting mediator of cell death)水平,下調(diào)細(xì)胞凋亡。作為含量最高的HIV-1 miRNA,vmiR-TAR通過沉默Bcl-2 互作蛋白mRNA,也能下調(diào)感染細(xì)胞凋亡,延長病毒潛伏期,以產(chǎn)生更多的病毒,從而有利于病毒感染。后來,在艾滋病患者血清外泌體中發(fā)現(xiàn),HIV-1 5′-LTR 編碼的vmiR88 和vmiR99 能激活巨噬細(xì)胞中Toll樣受體8(Toll-like receptor 8,TLR8)介導(dǎo)的信號(hào)通路,促進(jìn)前炎癥細(xì)胞因子如腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α,TNF-α)大量釋放[29]。HIV-1進(jìn)入潛伏期后,由于免疫系統(tǒng)對(duì)miRNA識(shí)別能力差,病毒趁機(jī)利用外泌體釋放miRNA,使鄰近細(xì)胞更易感,待有信號(hào)觸發(fā)病毒復(fù)制后,加速病毒感染[32]。
HIV-1 mRNA以未剪切的形式在外泌體中被發(fā)現(xiàn),但外泌體容載空間小,缺少反轉(zhuǎn)錄酶,因此判斷HIV-1 mRNA 并非通過感染載入外泌體,而是劫持外泌體形成過程載入外泌體。當(dāng)HIV-1基因組不能順利包裝時(shí),HIV-1 mRNA 整合入外泌體的數(shù)量明顯增加,從側(cè)面反映包裝病毒組分至外泌體可能是HIV-1在宿主細(xì)胞內(nèi)解決組裝問題的一種策略[30]。這些未剪切的HIV mRNA經(jīng)外泌體傳遞進(jìn)入靶細(xì)胞后,仍有機(jī)會(huì)翻譯出病毒蛋白或生成病毒miRNA,從而促進(jìn)HIV-1感染。
外泌體木馬假說(Trojan exosome hypothesis)認(rèn)為,反轉(zhuǎn)錄病毒能劫持外泌體形成過程來完成病毒顆粒的組裝,形成的病毒粒子可通過不依賴病毒包膜蛋白及包膜蛋白受體的方式感染靶細(xì)胞[33]。如ESCRT家族成員TSG101是外泌體表面標(biāo)記分子,也是外泌體形成的必需分子,HIV-1需依靠招募TSG101來完成組裝。更有甚者,巨噬細(xì)胞等來源的HIV-1表面攜帶外泌體標(biāo)記分子如CD63、CD81,這些HIV-1顆粒通過與外泌體相似的核內(nèi)體向內(nèi)出芽方式來完成組裝,很好地支持了外泌體木馬假說[34-35]。然而,越來越多的研究認(rèn)為,ESCRT家族成員在細(xì)胞活動(dòng)中具有廣泛功能,且HIV-1組裝與核內(nèi)體的出芽過程無關(guān),即外泌體木馬假說可能不成立。
另一種假說認(rèn)為,外泌體能吸收并傳遞完整病毒粒子,也是一種獨(dú)立于病毒受體和病毒包膜的感染模式。HIV-1感染的單核-巨噬細(xì)胞來源的外泌體中病毒粒子顯示了比裸露的病毒顆粒更強(qiáng)的感染活性[36]。HIV-1感染的未成熟樹突細(xì)胞(dendritic cell,DC)來源的外泌體能捕捉HIV-1顆粒,并將其呈遞給T 細(xì)胞,實(shí)現(xiàn)HIV-1感染轉(zhuǎn)移,且載入外泌體的病毒顆粒占外排病毒顆粒的主體[37]。然而,對(duì)于外泌體包裹完整的HIV-1 顆粒,意見不一,因?yàn)镠IV-1的包裝出芽被認(rèn)為是在細(xì)胞質(zhì)膜上完成的,與核內(nèi)體膜向內(nèi)出芽過程無關(guān)。
外泌體在體內(nèi)存在非細(xì)胞殺傷依賴的抗HIV-1免疫保護(hù)和預(yù)防功能。Konadu等[38]從艾滋病患者和非艾滋病患者血漿中分別分離出外泌體,檢測(cè)21種細(xì)胞因子和趨化因子含量,發(fā)現(xiàn)大多數(shù)細(xì)胞因子和趨化因子在艾滋病患者血漿外泌體中的富集量明顯高于非艾滋病患者。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證明,艾滋病患者血漿中的外泌體有助于誘導(dǎo)初始和中央型記憶CD4+T和CD8+T細(xì)胞表達(dá)CD38,激活免疫細(xì)胞增殖以幫助機(jī)體抵抗HIV-1。Tumne等[39]發(fā)現(xiàn),CD8+T細(xì)胞來源的外泌體在體外對(duì)CCR5和CXCR4表達(dá)細(xì)胞存在無細(xì)胞毒性的抗病毒復(fù)制效果,該外泌體無需靶細(xì)胞內(nèi)化,可能通過特殊表面蛋白來觸發(fā)靶細(xì)胞內(nèi)干擾素介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑(STAT1)來抑制HIV-1 LTR 啟動(dòng)子啟動(dòng)病毒轉(zhuǎn)錄。該發(fā)現(xiàn)為探索CD8+T細(xì)胞在體內(nèi)抗HIV-1復(fù)制的機(jī)制提供了新思路。N?slund等[40]發(fā)現(xiàn),從健康人乳汁中分離的外泌體能通過特有表面分子與HIV-1競(jìng)爭(zhēng)DC表面的DC-SIGN受體,阻斷DC對(duì)HIV-1的呈遞,防止HIV-1對(duì)T細(xì)胞的入侵,進(jìn)一步證實(shí)外泌體具有抗HIV-1免疫調(diào)節(jié)功能。后來,Madison等[41]發(fā)現(xiàn),健康男性精液中外泌體內(nèi)部富含宿主抑制性因子Apobec3G和Apobec3G mRNA。作為限制反轉(zhuǎn)錄病毒復(fù)制的Apobec3胞嘧啶脫氨基酶家族成員,Apobec3G能對(duì)HIV-1前病毒DNA進(jìn)行脫氨基催化使其產(chǎn)生致死性突變,或通過某種尚未完全研究清楚的非酶催化方式來限制HIV-1 RNA反轉(zhuǎn)錄。含Apobec3G及其mRNA的外泌體在小鼠體內(nèi)經(jīng)陰道上皮細(xì)胞內(nèi)吞,能有效阻斷HIV-1逆轉(zhuǎn)以阻斷病毒的跨陰道傳播。Smith等[42]從陰道分泌液中分離的外泌體同樣具有顯著的抗HIV-1天然免疫保護(hù)功能,可抵抗HIV-1性傳播。有趣的是,某些免疫細(xì)胞外泌體本身攜帶miRNA如miR-28、miR-29a、miR-29b、miR-125b、miR-149、miR-150、miR-198、miR-223、miR-324、miR-378和miR-382,它們大多可結(jié)合HIV-1轉(zhuǎn)錄子LTR,進(jìn)入靶細(xì)胞后阻斷HIV-1轉(zhuǎn)錄后翻譯[18]。而在表達(dá)HIV-1 Nef的細(xì)胞中,Nef能促進(jìn)胞吞和胞吐,刺激細(xì)胞產(chǎn)生大量外泌體,并干涉外泌體分子分揀機(jī)制,控制 miRNA載入外泌體的過程,這可能是宿主細(xì)胞與HIV-1在機(jī)體中的對(duì)抗機(jī)制[23,43-44]。
外泌體在HIV-1感染過程中能傳遞病毒組分,后者可作為標(biāo)記對(duì)HIV-1感染進(jìn)程進(jìn)行跟蹤。事實(shí)上,HIV-1感染后的不同時(shí)期,患者血液、尿液、精液、唾液、母乳、陰道分泌液等體液中外泌體攜帶的HIV-1核酸及蛋白的種類和豐度會(huì)有所變化。在HIV-1刺激下,外泌體的數(shù)量、大小等也可能發(fā)生變化,根據(jù)這些變化可監(jiān)測(cè)艾滋病的發(fā)展情況。但必須清楚鑒定各種體液來源的外泌體所攜帶的分子種類,并明確解釋它們與HIV-1感染相關(guān)生理病理的關(guān)系。例如,Hubert等[45]發(fā)現(xiàn),與接受抗反轉(zhuǎn)錄病毒治療(antiretroviral therapy,ART)的患者相比,未接受ART的艾滋病患者血漿中外泌體豐度較高,與中性粒細(xì)胞、血小板和CD4+T細(xì)胞的數(shù)量成反比,與CD8+T細(xì)胞的數(shù)量成正比,還與其包裹的miR-155和miR-223的量呈強(qiáng)烈負(fù)相關(guān)。
既然外泌體本身具有傳遞抗HIV-1感染分子的能力,那么將其開發(fā)為抗HIV-1藥物載體極具可能性。作為內(nèi)生性納米顆粒運(yùn)載體,外泌體具有很好的生物兼容性。相對(duì)傳統(tǒng)病毒載體、納米聚合物等傳遞介質(zhì),外泌體更加低毒、高效。Alvarez-Erviti等[46]開創(chuàng)性地將一段腦部神經(jīng)元靶向肽克隆到外泌體表面溶酶體相關(guān)膜蛋白2b(lysosomal-associated membrane protein 2b,LAMP-2b)基因,經(jīng)體外轉(zhuǎn)染DC獲得攜帶目的融合膜蛋白的外泌體。該外泌體在小鼠體內(nèi)能跨血腦屏障,轉(zhuǎn)運(yùn)藥物至多種腦部神經(jīng)細(xì)胞,且具有靶向性良好、免疫原性低、生理毒性小等優(yōu)點(diǎn)。多種細(xì)胞來源的外泌體具有跨血腦屏障的運(yùn)輸能力,如果將CD4、CCR5、gp120等的配體肽或抗體克隆或化學(xué)偶聯(lián)到這類外泌體的表面分子上,可跨血腦屏障,靶向抑制腦部病毒庫如巨噬細(xì)胞、小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞中的HIV-1將成為可能。近年來,已有研究者用外泌體模擬病毒顆粒,使其獲得與HIV-1相似的免疫原性,并建立抗HIV-1新型疫苗。Lattanzi等[47]將生物表達(dá)法獲得的含Nef突變子的外泌體在體外作用于CD8+T細(xì)胞,能引起與攜帶該抗原的假病毒相似的免疫反應(yīng)。Godinho等[48]通過融合基因方式將HIV-1 Gag蛋白克隆到外泌體膜分子LAMP-1,攜帶LAMP-1/Gag融合膜蛋白的外泌體在小鼠體內(nèi)誘導(dǎo)多功能CD4+T細(xì)胞介導(dǎo)的抗HIV-1免疫反應(yīng),啟動(dòng)CD8+T細(xì)胞的殺傷作用并使其產(chǎn)生記憶功能,而表達(dá)相應(yīng)抗原的裸露DNA疫苗只能觸發(fā)短暫的體液免疫。
在理論層面上,外泌體與EV的概念難以區(qū)分。在外泌體相關(guān)HIV-1感染發(fā)生機(jī)制的研究中,研究者對(duì)外泌體和其他EV的描述十分曖昧,部分研究直接將兩者籠統(tǒng)概述為EV,并利用外泌體與其他類型的EV混合物進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn),對(duì)不同研究結(jié)果的比較因此變得異常困難;其次,外泌體的產(chǎn)生和分子分揀機(jī)制尚無定論,即以外泌體為基礎(chǔ)的HIV-1感染機(jī)制研究缺乏理論根基。
在技術(shù)層面上,外泌體與HIV-1顆粒具有相近的大小和密度,感染者體液中兩者甚至可能攜帶相同的表面標(biāo)記,因此以沉降系數(shù)和免疫特性為基礎(chǔ)的分離技術(shù)很難從HIV-1感染者體液中徹底分離外泌體與HIV-1顆粒而分別進(jìn)行研究[49]。此外,要將外泌體作為抗HIV-1分子載體,還會(huì)面臨如何使外泌體達(dá)到臨床應(yīng)用級(jí)數(shù)量和質(zhì)量的問題,因?yàn)橥饷隗w在實(shí)驗(yàn)室很難大規(guī)模獲得;同時(shí)由于分離手段的局限,外泌體的純度很難得到保證。
外泌體在HIV-1感染過程中扮演兩種角色。HIV-1感染細(xì)胞來源的外泌體可促進(jìn)病毒復(fù)制和傳播,而某些未感染或感染細(xì)胞來源的外泌體能保護(hù)機(jī)體免受HIV-1侵襲,這取決于其攜帶的分子種類。然而,如何做到以毒攻毒,必須對(duì)外泌體進(jìn)行更加有效的分離、純化,并鑒定外泌體介導(dǎo)的HIV-1病毒組分或相關(guān)免疫分子的轉(zhuǎn)移,從而有助于監(jiān)視病情進(jìn)展,確定合理給藥方法。目前,借助外泌體研究HIV-1感染相關(guān)的病理機(jī)制還處于早期階段,存在諸多灰色地帶;開發(fā)外泌體為抗HIV-1藥物的靶向載體也處于概念階段,其臨床應(yīng)用絕非一日之功。
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