岑祥生命科學小學堂

幹細胞Exosome對於臨床疾病治療之新發現
近年來科學家們對於Exosome內含物的研究越來越盛行。想要快速探討Exosome裡的蛋白質，當然就需要一項高通量的偵測工具。來自新加坡A*STAR Institute of Medical Biology (IMB)研究機構的Ruenn Chai LAI研究員，利用Raybiotech antibody array工具(圖一)結合LC MS/MS，統計出人類的間質幹細胞Exosome (MSC Exosome)共有857種蛋白質，並利用生物資訊分析軟體 PANTHER，分析出857種部分蛋白質參與了蛋白水解反應，且序列與20S Proteasome序列相似，因此推斷出MSC的Exosome存在20S蛋白酶體。20S蛋白酶體功能為降解不穩定、變性或錯誤折疊的蛋白質。因此Lai團隊推論MSC Exosome具有組織修復的能力。在進一步動物實驗證實，在心肌缺血再灌注myocardial ischemia/reperfusion(MI/R) injury的小鼠中注入MSC exosome，一天後可以明顯降低缺血再灌注所造成的損傷，減少損傷後心臟中錯誤摺疊的蛋白質 (圖二)。由此原理能進一步推斷，MSC exosome不只能降機心肌缺血再灌注所造成的心臟損傷，並且也能緩和由變性蛋白累積引起的疾病，如阿茲海默症、帕金森氏症及普粒子疾病等，此新發現為未來疾病治療將帶來極大的幫助!!

Exosome是源自體內各種細胞分泌的胞外囊泡，而這些囊泡包含胞內所衍生的生物分子，如蛋白質、脂肪、以及核酸，並且促進生物體內不同型態細胞間通訊的重要介體，藉由分泌的exosome被吸收到近端或是遠端的細胞中，調節受體細胞內的生物功能。
Exosome膜上富有exposed domains的Tetraspanin蛋白〈如CD9、CD63、CD81…等〉並用做於exosome的生物標誌，而這些不同的Tetraspanin蛋白在不同類型的細胞exosome膜上表現出明顯的差異。研究顯示，癌細胞會異常分泌大量的exosome，而癌細胞與正常細胞之exosome中的cargo分子也因為癌症表型而有所不同。這也表示，癌細胞的發展與exosome的數量與當中的cargo分子差異有關。基於正常細胞與癌細胞以上的差異，使用exosome進行癌症的判斷以及針對癌症來源exosome的治療策略也將受到期待。然而治療藥物與策略的開發過程中，闡明其分泌的分子機制及篩選有效抑制劑為一大挑戰，因此，使用高通量與高精確度的exosome定量系統對於將來臨床或是exosome研究領域的發展將是不可或缺。