细胞外囊泡在动脉粥样硬化中的作用研究进展.pdf

特约综述“血管稳态与重塑的力学调控”专题 细胞外囊泡在动脉粥样硬化中的作用研究进展*任 洁,房 飞,李甜甜,刘肖珩(四川大学 华西基础医学与法医学院 生物医学工程研究室,成都 6 1 0 0 4 1)摘要 动脉粥样硬化(a t h e r o s c l e r o s i s,A S)是一种由炎症、脂质沉积和衰老等多种因素引起的血管慢性炎症疾病,是众多心血管疾病的病理基础。细胞外囊泡(e x t r a c e l l u l a r v e s i c l e s,E V s)是细胞在生理或病理生理情况下分泌的膜性囊泡,在细胞间通信中发挥重要作用。大量研究发现,E V s通过调节血管炎症和血管外基质重塑等过程影响A S的发生和发展。本文综述了不同细胞来源的E V s在A S发生发展过程中的作用及其在A S治疗中的应用前景。关键词 动脉粥样硬化;细胞外囊泡;炎症;血管钙化中图分类号 R 5 4E m e r g i n g R o l e s o f E x t r a c e l l u l a r V e s i c l e s i n A t h e r o s c l e r o s i s*R E N J i e,F ANG F e i,L I T i a n-T i a n,L I U X i a o-H e n g(I n s t i t u t e o f B i o m e d i c a l E n g i n e e r i n g,W e s t C h i n a S c h o o l o f B a s i c M e d i c a l S c i e n c e s&F o r e n s i c M e d i c i n e,S i c h u a n U n i v e r s i t y,C h e n g d u 6 1 0 0 4 1,C h i n a)A b s t r a c t A t h e r o s c l e r o s i s(A S)i s a c h r o n i c v a s c u l a r i n f l a mm a t o r y d i s e a s e i n d u c e d b y m u l t i p l e f a c t o r s s u c h a s i n f l a mm a t i o n,l i p i d d e p o s i t i o n,a n d a g i n g,a n d s e r v e s a s t h e p a t h o l o g i c a l b a s i s f o r d i v e r s e c a r d i o v a s c u l a r d i s e a s e s.E x t r a c e l l u l a r v e s i c l e s(E V s)a r e m e m b r a n o u s v e s i c l e s s e c r e t e d b y c e l l s u n d e r p a t h o l o g i c a l o r p h y s i o l o g i c a l c o n d i t i o n s,p l a y i n g a n e s s e n t i a l r o l e i n i n t e r c e l l u l a r c o m-m u n i c a t i o n.E x t e n s i v e r e s e a r c h h a s i n d i c a t e d t h a t E V s a f f e c t t h e o c c u r r e n c e a n d d e v e l o p m e n t o f A S b y r e g u l a t i n g v a s c u l a r i n f l a mm a t i o n a n d e x t r a v a s c u l a r m a t r i x r e m o d e l i n g.T h i s a r t i c l e r e-v i e w s t h e r o l e o f E V s d e r i v e d f r o m v a r i o u s c e l l s o u r c e s i n t h e d e v e l o p m e n t o f A S,a s w e l l a s t h e i r a p p l i c a t i o n p r o s p e c t s i n A S t r e a t m e n t.K e y w o r d s a t h e r o s c l e r o s i s;e x t r a c e l l u l a r v e s i c l e s;i n f l a mm a t i o n;v a s c u l a r c a l c i f i c a t i o n引用格式:任洁,房飞,李甜甜,刘肖珩.细胞外囊泡在动脉粥样硬化中的作用研究进展.生理科学进展,2 0 2 3,5 4(4)2 7 52 8 2R E N J i e,F AN G F e i,L I T i a n-T i a n,L I U X i a o-H e n g.E m e r g i n g R o l e s o f E x t r a c e l l u l a r V e s i c l e s i n A t h-e r o s c l e r o s i s.P r o g r e s s i n P h y s i o l o g i c a l S c i e n c e s,2 0 2 3,5 4(4)2 7 52 8 2.D O I 1 0.2 0 0 5 9/j.c n k i.p p s.2 0 2 3.0 7.1 0 7 8 心血管疾病是全世界居民死亡的首要原因,其中动脉粥样硬化(a t h e r o s c l e r o s i s,A S)是众多急性心血管事件的病理基础。A S是一种动脉血管炎症性病变,其病理过程是脂质成分在动脉壁内长期积累,导致斑块形成、血管腔变窄、血管硬化并最终导致血流完全阻塞1。A S的发生发展过程伴随着多种细胞的病理改变或重塑,如内皮细胞(e n d o t h e l i a l c e l l s,E C s)的功能障碍、血管平滑肌细胞(v a s c u l a r s m o o t h m u s c l e c e l l s,V S MC s)的表型转化和免疫细胞的浸润分化等2。收稿 日 期:2 0 2 3-0 5-2 3;修 回 日 期:2 0 2 3-0 6-2 1;接 受 日 期:2 0 2 3-0 6-2 1*国家自然科学基金面上项目(1 1 9 3 2 0 1 4;3 1 9 7 1 2 3 9)和四川省科技计划(2 0 2 2 N S F S C 0 7 6 5;2 0 2 2 Z Y D 0 0 7 9)资助课题 通信作者 l i u x i a o h g s c u.e d u.c n572生理科学进展 P r o g r e s s i n P h y s i o l o g i c a l S c i e n c e s h t t p:/p h y s i o l.b j m u.e d u.c n A u g u s t 2 5,2 0 2 3,5 4(4)2 7 52 8 2 E V s是细胞外空间中所有类型的细胞释放的膜囊泡的统称,根据其起源、大小、形态和内含物的不同将E V s分为三类:凋亡小体(程序性细胞死亡产生)、外泌体(e x o s o m e s,质膜出芽形成)和微囊泡(多泡体与质膜融合释放)3。E V s由磷脂双层膜包围,富含大量信号分子,如蛋白质、m i R NA s(m i-c r o R NA s)、mR NA和脂质等。E V s作为信息传递的桥梁可将其内容活性分子从供体细胞转移到受体细胞而参与细胞间的交流。越来越多的证据表明,E V s在心血管疾病特别是在A S的病理进程中发挥重要作用4。已有研究发现,E V s参与血管氧化应激、炎症、斑块钙化和脂质斑块的形成和破裂等过程5。此外,E V s独特的结构和丰富的内含活性物质使其可作为A S诊断和治疗的重要手段5。本文总结了不同细胞来源的E V s在A S中的作用,并综述了E V s在A S治疗中的应用前景。一、不同细胞来源的细胞外囊泡在动脉粥样硬化中的作用与A S相关的E V s主要由E C s、V S MC s、巨噬细胞和血小板分泌,这些细胞分泌的E V s占循环E V s的大多数6。多种细胞类型来源的E V s作为循环囊泡释放到血液中,用于生物分子的远距离运输。图1代表了不同细胞来源的E V s携带的主要m i R NA参与A S发生发展。关于不同细胞来源的E V s携带的内容物和调控靶细胞的生物学功能总结如表1所示。(一)内皮细胞分泌的细胞外囊泡在动脉粥样硬化中的作用 E C s在调节炎症、凝血、血管张力和血管壁通透性方面具有重要作用。E C s功能障碍会触发大量E V s的释放。E C s分泌的E V s通过将携带的生物信息转移到E C s、V S MC s、巨噬细胞等多种受体细胞,引发受体细胞功能的改变,参与A S的发生和发展过程。E C s分泌的E V s可以减少E C s一氧化氮(n i t r i c o x i d e,NO)的产生,并通过修饰NO磷酸化或促发局部氧化应激,导致血管张力和内皮功能的改变7。在A S糖尿病小鼠模型中,内皮祖细胞(e n d o t h e l i a l p r o g e n i t o r c e l l,E P C)分泌的E V s可显著改善内皮功能障碍,减少糖尿病A S斑块和炎症因子的产生8。V S MC s由收缩型向合成表型转化是A S病理进程的重要生物学事件。E C s分泌的E V s可以通过其内容物调节V S MC s表型转化。例如,E C s分泌的E V s可以通过m i R-2 0 6/A R F 6/图1 多种细胞分泌的E V s参与A S进展672生理科学进展 P r o g r e s s i n P h y s i o l o g i c a l S c i e n c e s A u g u s t 2 5,2 0 2 3,5 4(4)2 7 52 8 2表1 E V s介导A S中多种细胞之间的相互作用囊泡起源类型刺激物发挥功能内含物靶向细胞功能参考文献抗A S内皮祖细胞外泌体-E C s改善内皮功能障碍8E C s微泡K L F 2m i R-1 4 3/1 4 5V S MC s阻止V S MC s的去分化,限制A S的进展1 0E C s微泡5-羟色胺转运体m i R-1 9 5V S MC s抑制V S MC s的增殖、迁移1 0E C s微泡m i R-1 2 6模拟物和抑制剂m i R-1 2 6-3 pV S MC s抑制V S MC s增殖、迁移和新生内膜形成1 0E C s外泌体m i R-3 3 a-5 p拮抗剂m i R-3 3 a-5 p巨噬细胞、V S MC s增加胆固醇外排、抑制A S的发展1 0E C s外泌体E C s过表达m i R-2 0 6m i R-2 0 6V S MC s上调V S MC s收缩标志物表达1 1E C sE V sK L F 2m i R-1 5 5单核细胞抑制单核细胞活化,减少A S病变1 3V S MC s外泌体褪黑素m i R-2 0 4/m i R-2 1 1V S MC s抑制血管钙化1 7间充质干细胞外泌体o x-L D Lm i R-5 1 2-3 pE C s减少内皮功能障碍3 5间充质干细胞外泌体m i R NA-2 2 1激动剂m i R-2 2 1A S模型小鼠抑制A S斑块形成1 0间充质干细胞外泌体-m i R-1 2 5 bV S MC s、E C s抑制V S MC s增殖和迁移,抑制新内膜增殖1 2间充质干细胞E V s-巨噬细胞减少巨噬细胞浸润,减少A S斑块面积3 6脂肪间充质干细胞外泌体-V S MC s抑制V S MC s的增殖、迁移1 0血小板外泌体凝血酶原m i R-2 2 3、m i R-3 3 9、m i R-2 1、m i R-2 5-3 pV S MC s、E C s抑制V S MC s增殖,促进其 凋亡;减 少E C s炎症及脂质沉积,抑制A S的进展3 2促A SE C s外泌体C D 1 3 7-E C s、V S MC s促进V S MC s的表型转换和新生内膜形成1 0E C s外泌体o x-L D LL I N C 0 1 0 0 5V S MC s促进V S MC s的粘附和迁移1 0E C s外泌体C D 1 3 7炎症信号的激活T E T 2E C s、V S MC s加速V S MC s表型转换,促进新生内膜形成1 1E C s外泌体氧化应激m i R-9 2 a-3 p E C s、V S MC s增 强E C s的 增 殖 和 迁移,促进血管生成;促进V S MC s增殖 和迁移,加剧炎症反应1 2E C s外泌体-c i r c R NA 0 0 7 7 9 3 0V S MC s抑制m i R-6 2 2的表达,加速V S MC s衰老1 2E C s外泌体o x-L D LMA L A T 1中性粒细胞诱导中性粒细胞胞外陷阱,加重A S1 5E C sE V so x-L D Lm i R-1 5 5巨噬细胞将巨噬细胞 从抗炎M 2型转移 到 促 炎M 1型增强单核细胞活化1 4V S MC sE V s-E C s、V S MC s诱导E C s迁移和血管 生成;提 供钙化 成核位点促进血管钙化1 5V S MC s外泌体K L F 5m i R-1 5 5E C s诱发内皮功能损伤,促进A S1 6巨噬细胞外泌体-m i R-2 2 2V S MC s促进V S MC s增殖和迁移2 5A S巨噬细胞E V so x-L D Lm i R-1 4 6 a巨噬细胞减少细胞迁移 和、促进 巨噬细 胞在血 管壁的截留,加速A S的发展2 5巨噬细胞E V s西方饮食-V S MC s促进V S MC s增殖1 0巨噬细胞外泌体o x-L D Ll n c R NA GA S 5E C s、巨噬细胞加速巨噬细胞和E C s的凋亡2 5巨噬细胞外泌体o x-L D Lm i R-1 8 6-5 pV S MC s增加V S MC s侵袭,促进A S2 6巨噬细胞外泌体o x-L D Lm i R-1 4 6 a中性粒细胞诱导氧化应激促进中性粒细胞细胞外陷形成,加速A S的发展2 7巨噬细胞外泌体尼古丁m i R-2 1-3 pV S MC s促进V S MC s增殖和迁移2 6巨噬细胞E V so x-L D Lm i R-1 9 b-3 pV S MC s加速V S MC s迁移,促进A S的发展1 8M 1巨噬细胞E V s-m i R-1 8 5-3 pA p o E-/-小鼠促进E C s粘附、增加 氧化应 激因子和 炎症因子的释放,抑制细胞增殖、促进血管E C s的凋亡,加剧A S的发展2 5巨噬细胞、A S患者外周血单核细胞E V so x-L D Lm i R-5 0 3-5 pE C s、V S MC s抑制E C s增殖、迁移和血管生成能力,促进V S MC s增殖和迁移,促进A S斑块形成2 5巨噬细胞、晚期A S的糖尿病患者血浆E V s高糖m i R-4 8 6-5 p巨噬细胞促进细胞增殖和造血,促进A S2 7巨噬细胞外泌体o x-L D Lm i R-1 0 6-3 p、m i R-5 0 3-5 p、L I P C A RV S MC s促进V S MC s的增殖和迁移1 0血小板外泌体-E C s、单核细胞激活E C s、募集单核细胞2 8血小板E V so x-L D L-巨噬细胞增加巨噬细胞 对o x-L D L的吞 噬和炎 性细胞因子的产生,促进泡沫细胞的形成2 9单核细胞和血小板混合物E V sTN F-E C s对E C s和A S斑块显示出促炎作用3 0肝细胞E V s非酒精性脂肪肝m i R-1E C s诱发血管内皮炎症,促进A S形成3 2胰岛素抵抗脂肪细胞外泌体-E C s诱导血管生成,促进A S斑块破裂2 4肺泡上皮细胞E V sPM 2.5TN F-、m i R-3 2 6-3 pE C s增加内皮黏附,促进A S发展3 3泡沫细胞外泌体I n c R NA L I P C A RV S MC s介导V S MC s增殖和迁移,促进A S发展1 2A S斑块E V s-m i R-2 3 a-3 p巨噬细胞和E C s诱导内皮炎症,促进巨噬细胞黏附3 7772生理科学进展 P r o g r e s s i n P h y s i o l o g i c a l S c i e n c e s h t t p:/p h y s i o l.b j m u.e d u.c n A u g u s t 2 5,2 0 2 3,5 4(4)2 7 52 8 2N C X 1信号轴维持V S MC s的收缩表型9。K r u p-p e l样转录因子2(K r u p p e l-l i k e f a c t o r 2,K L F 2)过表达的E C s来源的E V s通过m i R-1 4 3/1 4 5诱导了抗A S的V S MC s表型形成1 0。C D 1 3 7炎症信号激活的E C s分泌的E V s中T E T(t e n-e l e v e n t r a n s l o-c a t i o n)2的表达降低,这些E V s可加速V S MC s表型 转换,促进新生内膜的形成1 1。氧化应激等病理条件刺激下E C s分泌的E V s将m i R-9 2 a-3转移至V S MC s,促 进V S MC s增 殖 和 迁 移,加 剧 炎 症反应1 2。除了调节V S MC s表型转化,不同条件刺激下E C s分泌的E V s可以作用于巨噬细胞发挥促炎或抗炎作用。K L F 2过 表 达 的E C s分 泌 的E V s中m i R-1 5 5显著降低,通过增强免疫调节反应,减少单核细胞的活化,从而减少A S病变的形成。然而,氧化型低密度脂蛋白(o x i d i z e d l o w-d e n s i t y l i p o p r o-t e i n,o x-L D L)刺 激 的E C s分 泌 的E V s高 表 达m i R-1 5 5,将巨噬细胞从抗炎M 2型诱导为促炎M 1型来增强单核细胞活化1 3,也可以通过携带肺腺癌转移相关转录本1(m e t a s t a s i s a s s o c i a t e d l u n g a d e-n o c a r c i n o m a t r a n s c r i p t 1,MA L AT 1)诱导中性粒细胞胞外陷阱加重A S1 4。(二)血管平滑肌细胞分泌的细胞外囊泡在动脉粥样硬化中的作用 V S MC s的增殖、表型转换、凋亡和钙化与A S的发生和发展密切相关。E C s和V S MC s以E V s为媒介,影响血管功能和A S形成。病理条件下,V S MC s由收缩表型转换为合成表型并分泌大量的E V s诱导E C s迁移和血管生成,促进A S斑块的形成并引发血管钙化1 5。K L F 5过表达的V S MC s来源的外泌体中高表达m i R-1 5 5,这种外泌体转移到E C s,诱导内皮损伤并促进A S1 6。增殖的V S MC s分泌更多的外泌体沉积在血管中,促进矿物质沉积位点的形成参与血管钙化过程。m i R NA被认为是V S MC s分泌的外泌体的主要功能内容物,经褪黑素处理的V S MC s分泌的外泌体中的m i R-2 0 4/m i R-2 1 1能改变受体V S MC s的成骨分化,改善血管钙化和衰老1 7。(三)巨噬细胞分泌的细胞外囊泡在动脉粥样硬化中的作用 位于动脉壁内皮下间隙中的巨噬细胞与单核细胞,参与A S的所有阶段,即从E C s功能障碍到 病 变 扩 张 和 斑 块 的 形 成。巨 噬 细 胞 分 泌 的E V s富含m i R-1 9 b-3 p通过靶向J A Z F 1(z i n c f i n g e r g e n e 1)加速V S MC s的迁移,促进A S的发展1 8。巨噬细胞分泌的E V s将m i R-5 0 3-5 p传递给E C s和V S MC s,改变E C s和V S MC s功能,加速A S斑块形成1 9。促炎型M 1巨噬细胞分泌的E V s通过其携带的m i R-2 2 2促进V S MC s增殖和迁移,加重小鼠血管内膜增生2 0。此外,也有报道称M 1型巨噬细胞来源的E V s富含m i R-1 8 5-3 p,可促进E C s黏附、增加氧化应激因子和炎症因子的释放,抑制细胞增殖、促进血管E C s的凋亡,加剧A S的发展2 1。来自A S巨噬细胞的E V s衍生的m i R-1 4 6 a,通过减少细胞迁移和促进巨噬细胞在血管壁的截留来加速A S的发展2 2。尼古丁刺激的巨噬细胞分泌的外泌体通过m i R-2 1-3 p/磷酸酶张力蛋白同源物(p h o s-p h a t a s e a n d t e n s i n h o m o l o g,P T E N)介导V S MC s迁移和增殖,加速A S形成2 3。高糖条件刺激的巨噬细胞分泌的外泌体富集m i R-4 8 6-5 p通过促进细胞增殖和造血促进A S进展2 4。在o x-L D L的刺激下,单核细胞分泌的外泌体发挥多种功能。例如,单核细胞分泌的外泌体通过其携带的l n c R NA GA S 5调控巨噬细胞和E C s的凋亡2 5,通过 传递m i R-1 8 6-5 p,使S H I P 2介导的P I 3 K/AK T/mTO R通路失活,促进V S MC s的活力和侵袭2 6。此外,单核细胞来源的外泌体还可通过其携带的m i R-1 4 6 a,诱导氧化应激促进中性粒细胞胞外陷阱的形成,加速A S的发展2 7。(四)其他细胞分泌的细胞外囊泡在动脉粥样硬化中的作用 血小板通过与循环血细胞和血管壁的相互作用在血管稳态中发挥重要作用。血小板分泌的E V s通过血液循环系统与多种细胞相互作用,如激活E C s、募集单核细胞,在A S发展中扮演重要角色2 8。血小板衍生的E V s可增加巨噬细胞对o x-L D L的吞噬和炎性细胞因子的产生,促进泡沫细胞的形成2 9。单核细胞和血小板的混合聚集物在应对肿瘤坏死因子(t u m o u r n e c r o s i s f a c t o r-,T N F-)时释放的E V s对E C s和A S斑块显示出促炎作用3 0。凝血酶原激活的血小板分泌的E V s高表达 m i R-2 2 3、m i R-3 3 9、m i R-2 1和m i R-2 5-3 p,通过抑制V S MC s增殖促进其凋亡,减少o x-L D L诱导的E C s炎症和脂质沉积,抑制A S进展3 1。肝细胞 在 非 酒 精 性 脂 肪 肝 病 条 件 下 释 放 的E V s通过递送m i R-1、抑制K L F 4表达和活化N F-B通路引起血管内皮炎症并促进A S形成3 2。暴露于PM 2.5的肺泡上皮细胞衍生的E V s高表达T N F-和m i R-3 2 6-3 p,通 过 激 活I B -N F-B-V C AM 1信号通路促进A S的发展3 3。胰岛素抵抗脂肪细胞衍生外泌体(i n s u l i n r e s i s t a n c e a d i p o c y t e-872生理科学进展 P r o g r e s s i n P h y s i o l o g i c a l S c i e n c e s A u g u s t 2 5,2 0 2 3,5 4(4)2 7 52 8 2d e r i v e d e x o s o m e s,I R A D E s)通过诱导血管生成促进A S斑块破裂3 4。泡沫细胞衍生的外泌体通过I n c R NA L I P C A R介导V S MC s的增殖和迁移,导致A S恶化1 2。来自间充质干细胞(m e s e n c h y m a l s t e m c e l l,M S C)的 外 泌 体 m i R-5 1 2-3 p通 过 调 节K e a p 1(K e l e h-l i k e E CH-a s s o c i a t e d p r o t e i n 1)抑 制o x-L D L诱导的血管E C s功能障碍3 5。来自M S C的外泌体通 过将m i R-1 2 5 b转 移 到V S MC s中 抑 制V S MC s的增殖和迁移,抑制新生内膜的增殖1 2。此外,M S C的外泌体还通过减少巨噬细胞浸润来减少A S斑块面积3 6。A S斑块释放的E V s可能通过携带促炎因子,特别是m i R-2 3 a-3 p,促进内皮炎症、巨噬细胞浸润,将A S转移到偏远部位3 7。二、细胞外囊泡在动脉粥样硬化不同阶段中的作用E V s在A S发生发展的不同阶段均扮演着重要角色。E V s参与A S初始病变的形成、血管内钙化、不稳定斑块进展和斑块破裂后血栓形成。(一)细胞外囊泡参与动脉粥样硬化初始病变的形成 A S是一种由血管内皮持续损伤引发的慢性炎症性疾病,内皮功能障碍是A S发展的一个早期步骤。病理条件下释放的E V s可以促进E C s中o x-L D L的浸润,有利于早期A S病变的发展3 8。E V s除了作为内皮功能受损的生物标志物外,还可以直接与E C s发生作用并在促进细胞功能紊乱中发挥核心作用3 9。循环的E V s将精氨酸酶转移到E C s中导致NO减少和血管舒张功能受损。尼古丁诱导单核细胞释 放的富含m i R-1 5 5的E V s加 重E C s功能障碍,促进A S进展4 0。研究表明,在A S发生发展中炎症会促进E V s的释放。E V s中的m i R-1 2 6-5 p和m i R-2 1 2-3 p在与A S相关的辐射诱导血管炎症早期会激活单核细胞。E C s分泌E V s能将炎症介质的功能性混合物转移到靶细胞,通过改变其内含的m i R NA s含量来调节单核细胞活化,从而导致受体细胞激活或抑制炎症途径。E C s释放的E V s将m i R-1 0 a转移到单核细胞中,并通过靶向N F-B途径来抑制炎症4 1。经T N F-处理的E C s分泌的E V s带有炎症标志物如趋化因子配体2(C C L-2)、I L-6、I L-8、细胞间黏附分子-1(I C AM-1)等,这些E V s能够促进单核细胞的黏附和 向斑块迁移4 2。活化的 血小板衍生 的E V s刺激巨噬细胞对o x-L D L的吞噬作用和炎性细胞因子释放2 9。(二)细胞外囊泡与动脉粥样硬化病变进展 在A S发展中,脂质逐渐积累到受损动脉的内皮下空间,氧化修饰后被巨噬细胞摄取到动脉壁中。不同细胞分泌的E V s通过增加巨噬细胞的脂质与胆固醇积累,刺激泡沫细胞的形成。E V s被清除后,巨噬细胞和泡沫细胞可能会经历程序性细胞死亡,导致细胞外脂质核心的生长。在A S斑块中,T细胞分泌的外泌体促进单核细胞和巨噬细胞中胆固醇的积累和促炎细胞因子的产生,从而促进A S的发生4 3。V S MC s的表型转换、增殖、迁移和分泌是A S进 展 阶 段 的 重 要 特 征1 0。E V s通 过 影 响V S MC s增殖和迁移参与A S的发展。例如,巨噬细胞或经o x-L D L处理过的巨噬细胞分泌的E V s,促进V S MC s的增殖和迁移,从而促进A S发展1 8,1 9。(三)细胞外囊泡与血管钙化 血管钙化是A S晚期斑块的关键特征。微钙化诱导斑块破裂,而大钙化有助于斑块稳定。在A S进展的各个阶段,从早期内膜增厚到晚期病变伴有大坏死核心,都可以观察到冠状动脉内膜钙化。研究表明,在A S斑块部位存在E C s、V S MC s或巨噬细胞分泌的E V s。促炎巨噬细胞 释放的基 质 囊 泡(m a t r i x v e s i c l e s,MV s)通过促进其内含的磷脂酰丝氨酸(p h o s p h a t i-d y l s e r i n e,P S)、S 1 0 0 A 9和 膜 连 蛋 白V(A n n e x i n V,A n x 5)表达,形成P S-A n x 5-S 1 0 0 A 9膜复合物,作 为 羟 基 磷 灰 石 成 核 位 点,促 进 内 膜 微 钙 化 的形成4 4。钙化通常发生在V S MC s和巨噬细胞凋亡的情况下,伴有MV s的释放和血管壁内成骨标志物的表达。钙化水平与斑块负荷有关,薄纤维帽内的微钙化可能会改变局部应力并促进斑块破裂。关于斑块钙化的观点主要有四种:(1)巨噬细胞和V S MC s释放的凋亡小体和坏死碎片为磷酸钙晶体形成提供成核位点;(2)骨骼重塑 释放循环成 核复合体或V S MC s/巨噬细胞释放MV s,这是无定形磷酸钙晶体成核的起始位点;(3)当碱性磷酸酶调节的磷酸盐浓度达到足够的成核浓度时,MV s中的矿物质形成并沉积在成骨胶原纤维中;(4)降低循环和组织分泌的钙化抑制剂的水平可以促进磷灰石的沉积(由无定形磷酸钙的重新组织形成),并使V S MC s分化为成骨细胞样细胞,从而促进钙化的形成4 5。(四)细胞外囊泡与不稳定斑块进展和斑块破裂后血栓形成 E V s在A S斑块不稳定性和血栓形成的病理生理过程中发挥重要的作用。对晚期斑块的表征研究发现,坏死核心中含有大量的促血栓生成972生理科学进展 P r o g r e s s i n P h y s i o l o g i c a l S c i e n c e s h t t p:/p h y s i o l.b j m u.e d u.c n A u g u s t 2 5,2 0 2 3,5 4(4)2 7 52 8 2的E V s。人A S斑块中E V s比在血浆中更丰富,这些E V s更容易促进血栓形成4 6。A S斑块纤维帽中的MV s可能是通过改变纤维帽中结缔组织基质参与斑块不稳定的过程,导致斑块破裂。纤维帽破裂暴露了促血栓形成的E V s,从而在病变部位触发血小板活化和血栓形成4 7。E V s通过两种不同途径启动凝血级联反应:组织因子与斑块E V s(主要由单核细胞分泌)的表面结合4 6;外膜上磷脂酰丝氨酸暴露,可以浓缩凝血因子V I I/V I I a4 8。虽然血栓形成大部分归因于E V s的作用,但E V s也能发挥抗血栓形成的作用。血小板分泌的E V s通过减少C D 3 6依赖的巨噬细胞的脂质负荷和抑制血小板血栓形成来抑制动脉粥样硬化血栓形成过程4 9。三、细胞外囊泡在动脉粥样硬化治疗中的应用来源于各种细胞的外泌体可以促进动脉粥样硬化,但大量研究发现来源于间充质干细胞(M S C)、内皮祖细胞(E P C)、骨髓衍生巨噬细胞(b o n e m a r-r o w-d e r i v e d m a c r o p h a g e s)和血小板的外泌体可以改善A S。M S C来源的E V s已被证明对A S具有治疗作用。源自人脐带间充质干细胞(HU CM S C s)的E V s中m i R-1 0 0-5 p高表达,通过Wn t信号抑制嗜酸性粒细胞的迁移和炎症反应,从而缓解动脉粥样硬化的进展5 0。小鼠骨髓M S C(BM S C)来源的E V s高表达m i R-5 1 2-3 p,通过抑制E C s凋亡和炎症反应来预防动脉粥样硬化3 3。此外,M S C来源的E V s减少了动脉粥样硬化斑块的面积和巨噬细胞的浸润,并 且 促 进 了 高 脂 饮 食 的 载 脂 蛋 白E缺 陷(A p o E-/-)小鼠的M 2巨噬细胞极化,因此可用于A S的治疗3 5。将E P C衍生的E V s注射到糖尿病动脉粥样硬化小鼠模型中,显著减少了动脉粥样硬化斑块、氧化应激、炎 症,并且改善 了内皮依赖 性收缩功能 障碍8。E P C分泌的E V s能够通过其携带的m i R-1 9 9 a-3 p 减少血管内皮受损,延缓A S的发生5 1。骨髓衍生巨噬细胞衍生的E V s富含m i R-9 9 a/1 4 6 b/3 7 8 a,通过靶向N F-B和T N F-信号传导来抑制炎症,并促进受体巨噬细胞向M 2表型极化,可用于动脉粥样硬化和其他炎症性疾病的治疗5 2。凝血酶激活的血小板来源的E V s可以通过多种抗炎m i R NA缓解A S。凝血酶激活的血小板来源E V s中 富 含m i R-2 2 3、m i R-3 3 9和m i R-2 15 3。其中,E V s中m i R-2 2 3通过靶向I C AM-1抑制内皮炎症,从而预防A S。m i R-2 5-3 p通过N F-B信号通路抑制o x-L D L诱导的E C s炎症和A S小鼠中的炎症反应5 4。除了不同细胞来源的E V s直接用于治疗A S,E V s还可以作为动脉粥样硬化治疗分子的载体,传递治疗物质,如m i R NA、mR NA或蛋白质等。通过编辑其内容物或表面修饰可与靶细胞结合的配体分子,E V s可以发挥治疗载体的潜在用途。例如,姜黄素和烟碱姜黄素通过改变E C s释放的E V s中 m i R-1 2 5 a-3 p、m i R-9 2 a-3 p、m i R-1 2 6-5 p和m i R-1 4 3-3 p的表达水平,降低V S MC s的增殖和迁移,减少V S MC s中的脂质积累5 5。经5-氨基乙酰丙酸己酯盐酸盐(HA L)分子工程化改造的M 2巨噬细胞分泌的E V s可以主动靶向并转移到A S病变部位。此外,包封后的HA L可以进行内在的生物合成和血红素的代谢,生成抗炎的NO和胆红素,进一步增强抗炎效果,最终缓解A S5 6。四、展望E V s是心血管疾病的潜在诊断和预后生物标志物,在血管重塑和心血管疾病的治疗中具有强大的应用前景。各种细胞分泌的E V s在A S的发生和发展中发挥着重要的作用。E V s通过参与血管的氧化应激、炎症、钙化、斑块形成等病理生理学过程,影响A S的发展。同时,进一步的研究将有助于发现调节A S疾病中E V s特定内容物的关键靶点,通过增加或减少内源性E V s释放或改变E V s中特定信号分子的水平,为A S治疗提供可行性方案。工程化的E V s可以通过携带特定的分子锚来靶向目标组织,以及通过其内容物激活特定的生物活性物质,有希望应用到A S的临床治疗中。参考文献1 D o r a n A C.I n f l a mm a t i o n r e s o l u t i o n:i m p l i c a t i o n s f o r a t h e r o s c l e r o s i s.C i r c R e s,2 0 2 2,1 3 01 3 01 4 8.2 C h e c k o u r i E,B l a n c h a r d V,M e i l h a c O.M a c r o p h a g e s i n a t h e r o s c l e r o s i s,f i r s t o r s e c o n d