细胞外囊泡、外泌体通过运输与组织稳态和疾病相关的多种功能的物质来介导细胞间通讯。尽管这类囊泡在基本诊断和治疗中具有充分的潜力，然而尚不清楚外泌体及其货物在传染病的进展中作用如何。来自纽约大学格罗斯曼医学院的研究人员定义了一个称为防御体的外泌体亚类，该亚类在细菌感染期间以依赖自噬蛋白的方式形成。这些防御体通过作为诱饵干扰表面蛋白相互作用，能够减轻和抵御新冠病毒感染表型。这项以“ACE2-containing defensosomes serve as decoys to inhibit SARS-CoV-2 infection”为题的研究型论文于9月13日在PLoS Biology杂志上发表。
图：体内新冠病毒的产生于ACE2阳性外泌体水平密切相关（电镜检测）。外泌体是由几乎所有细胞类型分泌的直径为40至120 nm的一个膜囊泡亚群。在外泌体生物发生过程中，从非编码RNA到参与信号转导的蛋白质的货物分子都会被装载到外泌体中，这涉及内体结构的胞吐作用。因此，外泌体介导与细胞增殖、迁移和癌症有关的细胞间通讯。外泌体可以从感染细胞中传递核酸和其他免疫原性部分，从而引发干扰素 (IFN) 反应或促进靶细胞的抗原呈递，这一发现支持了宿主防御中的作用。然而，如何调节外泌体从而应对感染仍不清楚。解决这一问题提将会为寻求使用细胞外囊泡作为生物标志物或传染病治疗剂的策略提供信息。在此前的研究中，研究人员发现了一种参与宿主防御的外泌体，被称为防御体（defensosomes），它们可以保护细胞、防止能够杀死靶细胞的细菌成孔毒素的侵害，例如金黄色葡萄球菌产生的α-毒素。 Toll 样受体9 (TLR9) 对细菌DNA的识别会使ADAM10（α-毒素的宿主细胞表面靶标）修饰的防御体的产生增加，其方式依赖于ATG16L1和自噬的膜运输途径的其他成分。进一步研究证明，ADAM10阳性的防御体可作为诱饵，结合α-毒素并抑制了细胞培养和动物模型中的细胞毒性。因此，除了通过在细胞之间传递信号分子来介导细胞间通讯外，外泌体还可以通过与细菌蛋白的表面相互作用来促进宿主防御。但是，外泌体在病毒感染期间是否募集和部署了防御体，此前仍不清楚。严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2 (SARS-CoV-2，简称新冠病毒) 是导致持续的全球新冠肺炎 (COVID-19) 大流行的呼吸道病毒，可导致危及生命的肺部组织损伤以及较少的肺外症状。新冠病毒进入宿主细胞主要取决于刺突 (S) 蛋白的受体结合域 (RBD) 与宿主受体ACE2的结合。新冠病毒刺突蛋白对 ACE2 的亲和力是前一代冠状病毒SARS-CoV 刺突蛋白的 5倍，是甲型流感血凝素对唾液酸的1000倍。鉴于病毒进入对高亲和力细胞表面相互作用的依赖性，在这项研究里，研究人员猜想，含有 ACE2 的防御体将通过与刺突蛋白的结合来抑制新冠病毒感染。结果显示，防御体具备了新冠病毒感染后的机体保护功能。来自重症COVID-19患者的支气管肺泡灌洗液 (BALF) 中含有高水平病毒受体ACE2的外泌体，并且高水平可以减少重症监护病房 (ICU) 和住院时间。研究发现，ACE2+外泌体是由 SARS-CoV-2 感染和细胞培养物中病毒传感器的激活诱导的，这需要自噬蛋白ATG16L1的参与，因此研究人员将这类外泌体定义为防御体。进一步证明，ACE2+ 防御体直接结合并阻止病毒进入。这些发现表明，防御体可能有助于对抗SARS-CoV-2 的抗病毒反应，并加深了我们对感染过程中细胞外囊泡的调节和影响的认识。
图：ACE2阳性的外泌体可防止SARS-CoV-2 感染。(A) SARS-CoV-2和外泌体的共培养体系建立及外泌体中和实验测定工作流程。 (B) A549和A549-ACE2细胞表面ACE2的水平。 (C) 感染SARS-CoV-2的Vero E6 细胞的代表性免疫荧光图像。 (D) 感染的Vero E6 细胞百分比，基于感染 SARS-CoV-2 后与从 A549-ACE2或正常A549 细胞分离的外泌体混合后的N 蛋白阳性染色。 (E) 感染病毒前后、中和抗体或外泌体治疗的HAEC的代表性免疫荧光图像。 (F) 从用CpG刺激的 Vero E6 细胞中分离出的外泌体的代表性流式细胞仪图。 (G) ATG16L1 shRNA 转导的 Vero E6 细胞和 Vero E6 细胞的外泌体的定量。(H) 各个分组下感染Vero E6 细胞后的感染细胞定量检测。参考文献：ACE2-containing defensosomes serve as decoys to inhibit SARS-CoV-2 infection. PLoS Biol. 2022 Sep 13;20(9):e3001754.
