來自WEHI研究所和拉籌伯大學(xué)的研究團(tuán)隊在小鼠實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞外囊泡（Extracellular Vesicles，簡稱EVs）可能用來檢測體內(nèi)的組織損傷水平。這項研究首次揭示了血液中EVs水平與血癌等疾病（如白血?。┮鸬慕M織損傷之間的關(guān)聯(lián)。這一發(fā)現(xiàn)已發(fā)表在《自然通訊》期刊上，文章標(biāo)題為《靜態(tài)與惡性條件下血管內(nèi)皮細(xì)胞來源的細(xì)胞外囊泡生成的原位可視化研究》。

研究團(tuán)隊指出，內(nèi)皮細(xì)胞是血管系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，因其位于血管壁上，持續(xù)受到各種分子因子和血流剪切力的影響，容易發(fā)生損傷和壓力反應(yīng)。然而，內(nèi)皮細(xì)胞如何去除不需要的細(xì)胞成分仍未完全清楚。大尺寸的EVs生成被認(rèn)為是細(xì)胞在衰亡或受壓時清除廢棄物的關(guān)鍵機(jī)制之一。通過小鼠骨髓中的活體顯微成像技術(shù)，研究團(tuán)隊首次在體內(nèi)直接測量了內(nèi)皮細(xì)胞在正常和惡性環(huán)境下生成EVs的動態(tài)過程。這些大尺寸的EVs富含線粒體，暴露出“吞噬我”信號——磷脂酰絲氨酸，并可與免疫細(xì)胞相互作用，或作為一種清除機(jī)制。

研究結(jié)果表明，通過監(jiān)測血液中EVs的水平，可以直接反映組織損傷程度，從而為檢測和治療疾病提供關(guān)鍵信息。

由于EVs體積微小，研究其生成機(jī)制及其與疾病進(jìn)展的關(guān)系十分困難，大多數(shù)研究都僅限于“培養(yǎng)皿內(nèi)”實(shí)驗(yàn)。而該研究團(tuán)隊突破了這一障礙，成功在小鼠骨髓中成像觀察到活體EVs的生成過程。

該研究的第一作者、WEHI細(xì)胞生物學(xué)家Georgia Atkin-Smith博士表示，團(tuán)隊使用的高分辨率顯微鏡可以直接觀察活體小鼠骨髓內(nèi)血管生成EVs的過程。她指出：“全球尚無其他研究能實(shí)現(xiàn)這樣的觀察，這對澳大利亞的科學(xué)界而言是一項重大成就。”

研究表明，白血病的發(fā)生會損害骨髓中的健康血管。小鼠模型中，骨髓血管損傷嚴(yán)重的小鼠其血液中的EVs水平較高，而健康小鼠則不具有這種現(xiàn)象。這項研究首次揭示了血液中EVs水平與癌癥相關(guān)組織損傷之間的聯(lián)系。

這項發(fā)現(xiàn)的初步假設(shè)始于2018年，由該研究的資深作者、WEHI實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人Edwin Hawkins博士提出。他是體內(nèi)成像領(lǐng)域的專家。Atkin-Smith博士說：“經(jīng)過四年研究后，親眼見證EVs生成過程是一件不可思議的事。”

“圖像勝過千言萬語，這些圖像顯著地推動了我們對EVs的理解，讓我們看到了它們在健康和疾病條件下的生成過程。這不僅為在模式生物中研究EVs生成提供了新的框架，也為通過簡單的血液測試監(jiān)測疾病引起的組織損傷水平提供了診斷工具。這是一個極具前景的進(jìn)展?！?/p>

該研究得到了拉籌伯大學(xué)細(xì)胞外囊泡研究中心主任Ivan Poon教授的支持，并與墨爾本大學(xué)、弗洛里研究所、奧利維亞·紐頓-約翰癌癥研究所、彼得·麥卡勒姆癌癥中心和莫納什大學(xué)合作完成。

拉籌伯大學(xué)博士候選人、該研究的第二作者Jascinta Santavanond表示，研究團(tuán)隊開發(fā)的成像技術(shù)能夠更深入地研究細(xì)胞死亡和斑馬魚生物學(xué)。她指出：“這項研究展示了科學(xué)協(xié)作的力量，我們在魚類、小鼠和人類樣本中驗(yàn)證了研究結(jié)果，突顯了這項研究的廣泛影響。”

目前，WEHI研究團(tuán)隊正在與彼得·麥卡勒姆癌癥中心合作，評估EVs在急性髓性白血?。ˋML）患者中作為生物標(biāo)志物的潛力。他們希望開發(fā)新的工具和技術(shù)，幫助臨床醫(yī)生通過患者樣本評估疾病對健康組織的影響，并了解疾病進(jìn)展情況。

參考文獻(xiàn)：https://www.nature.com/articles/s41467-024-52867-5

編輯：王洪

排版：李麗