细胞外膜泡与代谢综合征

代谢综合征定义了心血管疾病和糖尿病相互关联的一系列危险因素。这些因素包括代谢异常，如高血糖症、甘油三酯水平升高、低密度脂蛋白胆固醇水平、高血压和肥胖、主要是中枢性肥胖。在这种情况下，细胞外囊泡（EVs）可以代表可能有助于阐明代谢疾病中疾病特异性途径的新型效应物。事实上，EV（包括microparticles, exosomes, and apoptotic bodies）正在成为生理和病理学中细胞与细胞通讯的新颖手段，因为它们代表了在细胞之间传递基本信息的新方式。这些微结构包含能够修饰靶细胞表型和功能的蛋白质、脂质和遗传信息。 EV携带起源细胞的特异性标记，使得可能监测其作为潜在生物标志物的循环波动，因为它们的循环水平在代谢综合征患者中增加。由于EV的组成成分复杂，来源于不同细胞的EV的内容或数量，细胞刺激的模式以及随之而来的生产机制，难以将具体功能归因于疾病的驱动因素或生物标志物。本综述报道了来自不同来源的EVs的最新数据，包括内皮细胞、平滑肌细胞、巨噬细胞、肝细胞、脂肪细胞、骨骼肌、最后是来自微生物群的生物效应物，导致代谢综合征。描述涉及其功能的机制的复杂性强化了EV是有效生物标志物的假设，并且它们代表了可用于创新治疗方法的目标。

图1.细胞外囊泡（EVs）对血管的影响。来自内皮细胞（暗粉红色）的EVMP将miR-503转移至周细胞，并随后抑制血管内皮生长因子（VEGF）表达，导致迁移和增殖减少。来自平滑肌细胞（粉红色）的EV EXO诱导内皮细胞中LC3 II，ATG5和Beclin-1表达的下调。来自巨噬细胞（绿色）的EV EXO引起细胞间粘附分子1（ICAM1）在内皮细胞中的过表达，并降低miR-17的水平。此外，巨噬细胞泡沫细胞衍生的EVs通过激活ERK（细胞外信号调节激酶）和Akt（蛋白激酶B/AKT）途径和转移整合素β1和α5进入血管平滑肌细胞，有利于血管平滑肌细胞的迁移和粘附。来自代谢综合征（MetS）患者的EV MP作用于平滑肌细胞并诱导诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和单核细胞趋化分子（MCP）-1的过度表达，导致血管低反应性。此外，这些EVMP直接作用于诱导减少的一氧化氮（NO）产生，增强的细胞溶质和线粒体活性氧（ROS）产生和展开蛋白质反应（UPR）的内皮细胞。来自MetS患者的EVMP的所有影响均由相互作用Fas / FasL介导。

图2.细胞外囊泡（EVs）参与动脉粥样硬化斑块的发展。 来自平滑肌细胞（粉红色）的EVMP通过内皮细胞中的活性氧（ROS）产生和p38活化诱导血管壁内皮功能障碍和巨噬细胞浸润。来自树突状细胞（蓝色）的EVEXO通过激活核因子-κB（NF-κB）途径并增加促炎分子，包括血管细胞粘附分子（VCAM），细胞间粘附分子（ICAM1）和E- selectin。

图3.脂肪细胞、肝细胞和骨骼肌细胞外囊泡（EVs）的影响。 来自脂肪细胞（黄色）的EVEXO诱导肝纤维化中涉及的蛋白质的过度表达，如肝细胞和MMP-9中基质金属蛋白酶（TIMP）-1和整联蛋白αvβ-5的组织抑制剂和基质金属蛋白酶（MMP）-7的降低。从肥胖小鼠的脂肪组织分离的EV EXO激活巨噬细胞，导致促炎细胞因子，如白细胞介素（IL）-6和肿瘤坏死因子（TNF）-α的产生增加，并促进胰岛素抵抗的发展。来自肝脏（棕色）的EVMP诱导巨噬细胞中白细胞介素1β和白细胞介素-6和toll样受体（TLR）-9通路激活的表达。来自肝细胞的EV EXO可以通过中性神经酰胺酶和鞘氨醇激酶2的EVs和肝细胞之间的直接转移来诱导肝细胞增殖。最后，来自骨骼肌（紫色）的EVEXO诱导骨骼肌细胞的离体增殖并修饰参与细胞的基因的表达周期和肌肉分化。此外，来自骨骼肌的EV EXO将几种miRNA转移到培养的胰岛素分泌细胞，导致通过miR-16途径的基因表达和增殖的变化以及随后的Patched1调节，参与胰腺发育。

参考文献：

Martinez, M. C. and R. Andriantsitohaina (2017). "Extracellular Vesicles in Metabolic Syndrome." Circ Res 120(10): 1674-1686. IF=11.551