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细胞外囊泡对自由基平衡体系的调节2022-08-09 08:40:11

EVs可根据其来源细胞和目标细胞的状态,以及环境条件不同,对自由基产生不同的影响。EVs与自由基密切相关,不仅EVs能够参与产生自由基或清除自由基,而且自由基也参与了EVs的产生。半胱氨酸的残基在蛋白质中提供了具有亲核性的硫醇基团, 容易受氧化还原修饰, 而自由基与抗氧化剂组成的氧化还原体系可通过对硫醇修饰的调节间接影响EVs的释放。肿瘤细胞和衰老细胞也产生数量较多的EVs,而且两种细胞都因ROS水平升高而改变了其氧化还原平衡。除此之外, EVs还可以作为氧化应激后去除氧化蛋白的替代机制,使其成为氧化应激的生物标志物。

EVs可携带诸如谷胱甘肽过氧化物酶、谷胱甘肽S-转移酶、过氧还蛋白、SOD和CAT等多种参与自由基清除的抗氧化酶,在细胞外环境中作为自由基的清道夫, 如氧化应激状态下的T淋巴细胞分泌的EVs携带多种与抗氧化防御相关的酶,可保护其靶细胞免受氧化应激引起的凋亡. 然而, 除了抗氧化相关的物质外,在EVs内也发现了与ROS的产生相关的NADPH氧化酶, 并且已有研究证明了其以NADPH氧化酶依赖的方式产生ROS。当携带NADPH氧化酶等自由基合成相关酶的EVs与靶细胞结合时, 此时的EVs就成了自由基的生产者, 如败血症血小板来源的EVs携带NADPH氧化酶和NO合酶Ⅱ,可诱导内皮细胞caspase-3的激活和细胞凋亡。
 
除了对自由基的直接作用,在生理条件下,EVs也可以通过间接作用对氧化还原体系产生影响。前面提到EVs可以作为各种生物分子的运输载体, 可向靶细胞运输参与自由基产生或清除的酶成分,调节细胞活动和/或参与氧化还原过程的基因表达的信号分子,间接影响细胞内自由基的水平。例如,氧化应激状态下的T淋巴细胞分泌的EVs,除前面提及可携带抗氧化酶外,还可携带抗氧化酶的mRNA,通过诱导内皮细胞抗氧化酶的表达,以间接作用保护其免受氧化应激引起的凋亡;缺氧诱导的心脏祖细胞分泌的EVs可携带诸如miR-199a,miR-17等调节心脏功能和修复相关的miRNA,可减弱氧化应激诱导的caspase3/7活化,以间接作用抑制心肌细胞的凋亡和纤维化. 而氧化应激状态下活化的血小板分泌的EVs, 则可通过与其他血小板CD36的结合触发MKK4/JNK2信号传导并活化靶血小板, 且以CD36和磷脂酰丝氨酸依赖的方式增强血小板氧化应激。
 
出自《细胞外囊泡参与氧化平衡在衰老和再生过程中的研究进展》作者黄炜明, 汪瑞昕, 张夏茵。