如何促进外泌体释放？

莫能菌素钠（Monensin . sodium salt）是一种抗生素，行驶Na⁺ 离子载体的功能。莫能菌素钠的功能包括能阻止糖蛋白的分泌，通过细胞周期停滞和凋亡抑制几种淋巴瘤细胞系的增殖，以及阻止神经酰胺通过高尔基体转运等。

图1  莫能菌素钠结构式

细胞内的多泡体（MVBs）是一种由细胞内吞形成的结构，其中包含着许多通过将内体膜发芽到隔室腔中而形成的小囊泡。MVBs与质膜的融合后向细胞外分泌外泌体。

莫能菌素作为Na⁺ 离子载体，每往细胞外运出一个H⁺ 的同时往细胞内转运一个Na⁺ ，细胞内不断升高的Na⁺ 会激活细胞的钠钙交换体，使得胞浆中Ca²⁺ 浓度升高。早在2003年，Savina等研究¹ 表明，在K562细胞中，对MVBs用荧光脂质N-Rh-PE进行标记，将K562细胞与莫能菌素（MON）和BAPTA-AM在37°C下孵育3小时。Fluo3-AM荧光表明通过莫能菌素处理诱导的巨大MVB中有Ca²⁺ 的积累，而钙离子螯合剂BAPTA-AM的存在会消耗MVBs的钙库，导致MVBs显著变小（图2）。实验表明莫能菌素处理下巨大MVB的形成与发展，涉及到一种钙依赖机制。在细胞培养基在加入钠钙交换体抑制剂阿米洛利（Amiloride），莫能菌素介导的作用被完全消除了（图3）。

图2  莫能菌素处理产生的巨大MBV会积聚腔内Ca²⁺ ，钙螯合剂会抑制其产生。

图3  阿米洛利（Amil）抑制外泌体释放和巨大MBV的形成。

外泌体被证实与一些神经疾病相关，包括朊病毒病和阿尔茨海默病。2016年，墨尔本大学的Guo等² 通过莫能菌素处理诱导MoRK13以及小鼠下丘脑神经元GT1-7细胞外泌体释放，同时使细胞间朊病毒感染性在细胞间转移的相应增加（图4）。

图4  莫能菌素刺激外泌体释放，并增加了细胞间病毒传递。

英国圣安德鲁斯大学的Powis等³ 还在人淋巴母细胞T细胞系Jurkat和CEM中，比较了莫能菌素和A23187的释放效果（图5）。

图5  通过纳米粒子跟踪分析（NTA）定量测定外泌体的释放。

（c）将Jurkat细胞在含有50 μm NH4Cl，100 μm氯喹，4 μm莫能菌素或0.5 μm A23187（钙-镁混合盐）的无血清培养基中孵育过夜。 NTA分析10000 g后的上清液。 检测到的平均粒径为114 nm。 

（d）将Jurkat细胞与所示浓度的莫能菌素和A23187一起孵育过夜。 NTA分析10000 g后的上清液。检测到的平均粒径为126 nm。

◆参考文献

1.  Savina, A., Furlán, M., Vidal, M., & Colombo, M. I. (2003). Exosome release is regulated by a calcium-dependent mechanism in K562 cells. Journal of Biological Chemistry, 278(22), 20083-20090. 【被引次数553】

2.  Guo, B. B., Bellingham, S. A., & Hill, A. F. (2016). Stimulating the release of exosomes increases the intercellular transfer of prions. Journal of Biological Chemistry, 291(10), 5128-5137.【被引次数72】

3.  Soo, C. Y., Song, Y., Zheng, Y., Campbell, E. C., Riches, A. C., Gunn‐Moore, F., & Powis, S. J. (2012). Nanoparticle tracking analysis monitors microvesicle and exosome secretion from immune cells. Immunology, 136(2), 192-197. 【被引次数172】

◆产品列表