JEV:细胞送快递的“派送员”!科学家成功找到细胞外囊泡进入细胞的秘密钥匙

  • 2025-12-05 00:00
  • 来源:医药资讯网
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来源:100医药网 2025-12-05 13:26

研究通过全基因组 CRISPR/Cas9 筛选,锁定了名为 COMMANDER 复合体的蛋白质机器,它正是调控细胞外囊泡摄取的关键 “守门人”。

我们体内 37 万亿个细胞的日常沟通,全靠细胞外囊泡(EVs)这款纳米级 智能快递车 直径仅为头发丝的万分之一,却能装载蛋白质、脂质、核酸等关键 货物 ,在细胞间穿梭传递生命指令。如今,细胞外囊泡已成为生物医学领域的 明星 ,既是疾病诊断的 液态活检 潜在标志物,更是下一代精准药物递送系统的核心候选者,其天然性与靶向性远超人工纳米颗粒。但一个核心难题始终阻碍着其临床转化:这些 生物快递 究竟如何被目标细胞精准 签收 并处理?

近日,马德里自治大学等机构的科学家在《Journal of Extracellular Vesicles》发表的研究,成功破解了这一谜题。他们通过全基因组 CRISPR/Cas9 筛选,锁定了名为 COMMANDER 复合体的蛋白质机器,它正是调控细胞外囊泡摄取的关键 守门人 。这款此前以细胞膜回收功能闻名的蛋白质复合体,实则是 全能派送协调员 不仅主导囊泡进入细胞的 早期签收 流程,还直接影响囊泡内 货物 在细胞内的最终去向与功能发挥。

研究人员强调,弄清目标细胞如何捕获和处理细胞外囊泡,是解锁其诊断与治疗潜力的核心,毕竟只有被正确细胞精准摄取,这些 生物快递 才能真正发挥作用。

这项研究的突破,首先源于其创新的 全城大筛查 方法论。为从人类 2 万多个基因中找到影响囊泡摄取的关键基因,研究团队动用 CRISPR-Cas9 基因编辑技术,展开了系统性排查:

第一步,他们在 K562 人类白血病细胞中利用 CRISPR 文库,逐一敲除每个基因,构建出大批单一基因 失灵 的 故障细胞群 ;

第二步,从黑色素瘤细胞中分离出数十亿个细胞外囊泡,用荧光分子标记制成 荧光快递 ,与 故障细胞群 共孵育;

第三步,通过流式细胞术精准量化每个细胞的囊泡摄取量,再用荧光激活细胞分选技术,分离出摄取量最高(前 5%)和最低(后 5%)的细胞群;

最后,借助新一代测序技术,比对这两类细胞与未分拣细胞的向导 RNA 富集情况,最终锁定了导致摄取能力差异的核心基因 COMMANDER 复合体相关基因。

为验证发现的可靠性,研究团队进行了多维度验证:不仅在 K562 细胞中重复实验,还在 HeLa 宫颈癌细胞中,使用黑色素瘤和乳腺癌细胞来源的不同囊泡进行测试,结果完全一致。

进一步机制研究显示,COMMANDER 复合体通过调控细胞表面粘附受体(如 5 1、 2 1 整合素及 ALCAM)的表达,为囊泡 签收 铺路;同时,它还参与早期内体的生成与成熟,影响囊泡进入细胞后的运输路径。更有趣的是,该复合体还能区分囊泡内的 货物类型 对膜蛋白类 货物 的摄取全程调控,对腔内蛋白类 货物 则在后期影响其胞内命运,这种精准调控确保了 快递 功能的正常发挥。

基于流式细胞术的细胞外囊泡摄取实验筛选全基因组CRISPR细胞库的工作流程示意图

这一发现为细胞外囊泡的临床应用打开了全新大门。在精准医疗领域,未来可通过调控 COMMANDER 复合体活性,或改造囊泡表面 识别标签 ,让药物装载后的囊泡精准靶向病变细胞,避免对健康细胞的损伤,大幅提升癌症治疗、组织再生、抗炎疗法等领域的疗效与安全性;在疾病机制研究方面,癌症、神经退行性疾病等常伴随细胞间通讯紊乱,COMMANDER 复合体功能异常可能正是 通讯故障 的关键诱因,这为疾病诊断提供了全新分子靶点;而在基础生物学层面,该研究揭开了细胞间物质交换与信息传递的 黑箱 一角,让我们对生命基本运作机制的理解更进一步。

目前,研究团队正深入探索 COMMANDER 复合体调控囊泡摄取与胞内运输的精确分子路径,同时验证该机制在不同组织和生理状态下的普适性。长远来看,通过操控这一通路,既能调节细胞间通讯以干预疾病进程,也能优化细胞外囊泡的治疗与诊断应用。或许在不久的将来,我们将告别 大水漫灌 式治疗,派出无数经过精准编程的 细胞快递员 ,直击病灶完成 定点清除 ,开启精准医疗的全新纪元。(100yiyao.com)

参考文献:

Miguel Palma-Cobo, Victor Toribio, Joaqu n Morales, et al. . Journal of Extracellular Vesicles,2025, doi:10.1002/jev2.70166.

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