气道髓源调节细胞通过外泌体转移线粒体至T细胞发挥免疫调节功能
前天我们介绍的一篇研究Nature子刊：T细胞通过外泌体转移DNA 起始树突状细胞的免疫反应里提到T细胞通过外泌体转移线粒体来源的蛋白质和DNA，今天我们介绍的这篇研究的发现外泌体显得更“简单粗暴”了，可直接转移线粒体。外泌体一般大小30-150 nm，而线粒体一般有1 μm大小，那么外泌体是如何装下比自身大的线粒体在细胞间转移的呢？有点不可思议。来看这篇研究报道。
哮喘是一种慢性疾病，其特征在于持续性炎症和部分可逆的呼气气流阻塞。多种免疫细胞参与协调哮喘的炎症反应。因此，研究作为哮喘病理生理学基础的免疫细胞调节的新机制可能有助于开发针对炎症反应的改进的哮喘疗法。
最近的研究表明，细胞外囊泡（EVs）在慢性炎症性疾病中具有免疫调节作用，包括急性肺损伤、癌症和哮喘。外泌体是内体衍生的EVs，其促进核酸、蛋白质、脂质和代谢物的细胞间转移。尽管它们在细胞间通讯之外的生物学功能仍在阐明，但外泌体对生物活性物质的转移对疾病发病机理具有潜在的意义。
据报道，哮喘患者的支气管肺泡灌洗液（BAL）的气道外泌体的含量和活性与健康对照不同，因此，外泌体可能介导哮喘中的重要免疫调节作用。已有研究显示外周抗原呈递树突细胞（DC）释放表达肽-MHC II的外泌体，其激活T细胞产生细胞因子。阿拉巴马大学伯明翰分校的研究人员和其他人已经表明，产生自由基的髓源性调节细胞（MDRCs）调节哮喘中的T细胞增殖和气道反应。他们已经证明产生活性氧（ROS）的人MDRCs的HLA-DR阳性亚群促进CD4阳性T细胞增殖。尽管氧化剂途径和可溶性介质是MDRCs调节T细胞应答的主要机制，但是外泌体介导的生物活性物质向T细胞的细胞间转移作为哮喘中MDRCs免疫调节的潜在机制尚未被探索。
由于线粒体能够产生ROS并参与促炎信号传导，该研究假设它们可以在外泌体内包装和转移以影响T细胞功能。在这项研究中，研究人员识别和表征从对照受试者和哮喘患者的气道分离的含线粒体的外泌体。首次证明了气道MDRCs通过外泌体将线粒体转移至T细胞。该研究提供了概念证明，MDRCs的细胞间线粒体转移代表了哮喘中一种新的免疫调节模式。
模式图
文中说，该研究发现了这些MDRC衍生的外泌体含有线粒体蛋白标记物Mito-GFP和基于化学膜电位标记物MitoT-Green。由于这些标记物的检测基于不同的机制，因此不太可能是在EV制备期间受到的污染。这为EV中线粒体的存在提供了令人信服的证据。此外，由于MitoT结构基序由离域阳离子组成，因此它在具有净负内部电荷的膜上累积。如果膜提供对离子特别是质子不可渗透的完整隔室，则会发生这种情况，尽管这并不意味着对线粒体的特异性，因为其他膜也能够极化。然而，在EM研究中线粒体标记蛋白Mito-GFP、mtDNA和连续膜结构的存在的组合再次强烈支持该文的结论，即气道MDRC衍生的外泌体含有线粒体。此外，MDRC衍生的Mito-GFP 阳性外泌体也可以用MitoT-Red进行后标记，这与维持极化膜和电子转移的能力一致。重要的是，这些来自MDRC的外泌体线粒体可以离体转移到T细胞，然后它们与T细胞的线粒体网络共定位并产生增加的MitoSox信号。尽管供体线粒体对受体细胞的功能影响尚未确定，但该研究支持已保留足够的线粒体电子传递元件以维持膜电位。总之，这些研究提供了MDRC对包装在外泌体内的线粒体转移至T细胞的第一个证据。但是小编还是觉得有一个十分重要的直观证据的缺乏十分可惜，即，没有电镜结果显示外泌体中含有线粒体。
参考文献：
Hough KP, Trevor JL, Strenkowski JG, Wang Y, Chacko BK, Tousif S, Chanda D,Steele C, Antony VB, Dokland T, Ouyang X, Zhang J, Duncan SR, Thannickal VJ,Darley-Usmar VM, Deshane JS. (2018) Exosomal transfer of mitochondria fromairway myeloid-derived regulatory cells to T cells. Redox Biol 18:54-64. IF=7.126
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