微顆粒是(Microparticles, MPs)是細胞遇到缺氧、損傷、壓力等刺激時產(chǎn)生并釋放至細胞外間隙的一種異質(zhì)性質(zhì)膜超微結(jié)構(gòu),直徑范圍在100~1000 nm。MPs可攜帶多種信號與其他細胞相互作用,并調(diào)節(jié)靶細胞的功能[1],越來越多的研究表明MPs不僅是疾病發(fā)生的重要原因,同時也是機體發(fā)生病理變化的結(jié)果,因此有望成為臨床診斷疾病的生物標記或治療疾病的藥物靶點,有著巨大的研究前景。本文就MPs與臨床有關(guān)的研究進展進行綜述。
1 MPs與臨床疾病
1.1 MPs與心血管疾病 目前已知多種細胞來源的MPs都能攜帶組織因子(Tissue factor, TF)[2],具有很強的促進凝血的作用。有研究發(fā)現(xiàn)單核細胞來源的MPs表達具有功能活性的TF1,這種MPs可在血栓形成的部位不斷累積,使凝血進一步惡化[3]。血小板來源的MPs和紅細胞來源的MPs可以通過凝血因子XII依賴的內(nèi)源性途徑激發(fā)并促進凝血酶產(chǎn)生[4],血小板來源的MPs還可以外顯磷脂酰絲氨酸(Phosphatidylserine,PS)及其他一些帶有負電荷的磷脂,為活化凝血因子提供結(jié)合位點,誘導(dǎo)凝血并參與血栓形成[5]。Mibank E等人在動脈粥樣硬化小鼠實驗中發(fā)現(xiàn),心肌缺血損傷后,其粥樣斑塊中含有大量巨噬細胞,這些細胞來源的MPs攜帶腫瘤壞死因子(Tumour Necrosis Factor alpha,TNF-α)使心肌細胞肌節(jié)振幅縮短,動力減弱,說明MPs在心肌梗死的炎癥信號通路中起推動作用[6]。另一方面,MPs也能通過調(diào)節(jié)抗凝劑或溶解纖維蛋白發(fā)揮抗凝作用,促進活化的抗凝劑C蛋白和S蛋白調(diào)節(jié)凝血[7],MPs還有助于纖維蛋白溶解酶的產(chǎn)生,后者促進血凝塊的降解[8]。因此,MPs具有促凝和抗凝雙方面的作用,任何一方的失衡都會造成病理結(jié)果。
1.2 MPs與感染及炎癥反應(yīng) 敗血癥誘導(dǎo)的微血管損傷會導(dǎo)致循環(huán)系統(tǒng)中MPs增多,由于MPs在血栓形成、炎癥反應(yīng)及血管生成中所具有的多種作用,因此也極有可能是導(dǎo)致敗血癥及感染性休克的主要原因之一[9,10]。MPs表面的TF可能是引發(fā)敗血癥的彌散性血管內(nèi)凝血(disseminated intravascular coagulopathy,DIC)的起始因素,有研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮細胞來源的MPs在DIC發(fā)生早期,其CD105表達增多,CD31表達降低,兩者具有顯著的直接聯(lián)系[11]。Zafrani等人的研究發(fā)現(xiàn)與普通實驗小鼠相比,鈣蛋白酶抑制劑的高表達的轉(zhuǎn)基因小鼠,其循環(huán)系統(tǒng)中MPs數(shù)量明顯減少,發(fā)生炎癥、DIC及器官損傷的幾率也大大降低,其存活率增高。但將發(fā)生敗血癥的普通小鼠體內(nèi)的MPs注入這種轉(zhuǎn)基因小鼠,則會導(dǎo)致后者發(fā)生凝血功能紊亂,死亡率增加[12],說明MPs在敗血癥發(fā)生過程中直接參與鈣蛋白酶介導(dǎo)的機體損傷。此外,血小板來源的MPs也能激發(fā)產(chǎn)生炎癥因子,例如白介素1(Interleukin 1,IL-1)、IL-6、IL-8和TNF-α,這些細胞因子反過來又會進一步激活炎癥,使細胞以產(chǎn)生更多的MPs,從而加重炎癥反應(yīng)[13]。
1.3 MPs與腫瘤 腫瘤細胞產(chǎn)生的MPs可以攜帶腫瘤細胞特異性的分子標記,例如內(nèi)皮細胞粘附分子,人表皮生長因子受體2,趨化因子受體6,細胞外金屬蛋白,血管內(nèi)皮生長因子等[14,15]。研究發(fā)現(xiàn)原癌蛋白和趨化因子可以通過腫瘤細胞來源的MPs在細胞之間傳遞,說明腫瘤細胞的一些侵襲因子可以在腫瘤細胞內(nèi)部水平移動,使所有腫瘤細胞都具有高度侵襲性[16];還有研究發(fā)現(xiàn)當正常細胞暴露在攜帶有纖連蛋白和組織型谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶的腫瘤細胞來源的MPs中時,正常細胞也會獲得該MPs具有的表型[18],說明腫瘤細胞來源的MPs可能是導(dǎo)致腫瘤轉(zhuǎn)移的重要原因。
除了腫瘤細胞來源的MPs,其他細胞產(chǎn)生的MPs也在腫瘤的發(fā)展、轉(zhuǎn)歸中起作用。血漿MPs水平增高的前列腺癌患者比MPs正常的患者更容易出現(xiàn)腫瘤轉(zhuǎn)移,其預(yù)后也更為不良[19],然而其中的機制目前還不清楚,并且能夠用于指導(dǎo)臨床診斷以及對預(yù)后具有參考價值的MPs種類很少[20],研究表明MPs可能比腫瘤細胞攜帶了更高濃度的特異性miRNAs,這種非基因成分的轉(zhuǎn)移特征也為臨床解決腫瘤耐藥提供了潛在的治療方法。
2 MPs臨床研究面臨的困難
2.1樣本處理與制備 生物體液成分復(fù)雜,其MPs的表達也受到多種因素影響。例如提取血液中的MPs,抽取最初的幾毫升血樣的操作規(guī)范化對于獲取MPs非常重要。應(yīng)避免選擇肝素這種更易引發(fā)溶血的抗凝劑[21],避免攪拌和長期儲存,防止人為造成MPs數(shù)量增加。此外,血液粘稠度,比如纖維蛋白原,白蛋白的含量情況,分離過程中使用的離心力等等都會影響最后的MPs分析。而目前各實驗室提取的MPs純度不高,也有待技術(shù)上的改進。
2.2 MPs的計數(shù)與分類標準 目前國際上對MPs的計數(shù)尚未達到標準化,只是對提取血液中MPs有比較公認的方法:聯(lián)合應(yīng)用梯度離心,流式分析和表型分析法;一些精確檢測MPs表型的方法,比如電子顯微鏡,原子力顯微鏡和動態(tài)光散射,以及一些新興的技術(shù),比如納米顆粒追蹤技術(shù)[22]雖然能使MPs可視化,但還無法替代流式技術(shù)在臨床得到廣泛應(yīng)用。此外,我們還需要明確如何將MPs從不同細胞來源的,不同大小微囊泡中分離出來并得到準確檢測,并建立起不同微囊泡的分類標準。
3展望
隨著對MPs的研究不斷深入,MPs在體內(nèi)的生理病理功能比我們預(yù)想的復(fù)雜得多,其對機體有利還是有害與它們所處的微環(huán)境有關(guān)。鑒于MPs的多種生物作用及其巨大的臨床診治潛力,希望在不久的將來,能有更先進的技術(shù)使MPs研究標準化并將其應(yīng)用推及臨床,為人類造福。
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編輯/丁一