图1：人体内的淋巴管
多细胞生物体的存活和健康取决于良好的细胞与细胞间的通讯。帮助实现信息交流的这种关键纳米颗粒被称为外泌体（exosomes）。
这些微小囊泡（比红血球还要小很多）最早被发现是在大约35年前，最初被认为一种装在细胞内不需要物质的“垃圾桶”。但对外泌体的进一步研究表明了它们的作用，其可以携带很多特定信息进行体内长距离运输，它们可以转移很多种生物分子（蛋白质、脂质。遗传物质），参与多种生理和疾病过程。
同时，外泌体也在淋巴运输的理想尺寸范围之内，而这也正是Brandon Dixon研究员（佩蒂特研究所生物工程与生物科学部 Petit Institute for Bioengineering and Bioscience）所感兴趣的地方。
图2：Dixon和他的实验室
Dixon，他的研究主要集中在淋巴功能上，几年前曾参加过其同事研究员Fred Vannberg的学术报告。 Vannberg的实验室使用计算机算法和基因组学来研究传染病，其中包括外泌体在感染过程中的作用。那天他的演讲描述的外泌体的特点，外泌体在体液内的范围很广，但是由于体积原因不利于血管的摄取，可以恰好通过淋巴系统进行运输。
“当Vannberg告诉我这些，我认为存在着一种外泌体靶向淋巴管的机制”，Dixon——伍德拉夫机械工程学院（Woodruff School of Mechanical Engineering）副教授说，其主管淋巴生物学和生物工程实验室（LLBB） 。 “外泌体的大小很完美，尤其当我们想到制作造影剂或者靶向淋巴系统进行药物递送。”
图3：Vannberg
因此，利用佩蒂特研究所的资金资助，Dixon和Vannberg把他们各自独特的能力结合在一起，发表了一篇开创性的研究论文——Lymphatic transport of exosomes as a rapid route of information dissemination to the lymph node，上个月在自然杂志子刊Scientific Reports上发表。
“淋巴管提供了将外泌体从组织引流到淋巴结的一个极其快速的路线，”Dixon说， “淋巴运输已经在以前发表的文章中有提及，但这次我们第一次提出直接的淋巴运输，这是我们用非侵入式近红外成像技术和荧光标记的外泌体所取得的成果。”
他们的结果表明，通过淋巴流动（从外围向淋巴结）的外泌体转移可以在迁移的细胞到来之前，先使特定感染信息得到交换，这成为了一种更有效的先天免疫应答，或者像Dixon说的“在感染过程中的第一次警告性免疫应答”。
“这项研究最令人兴奋的是，我们知道了实时感染应答过程中发生的一部分事情，这些粒子以特定的方式激活了先天免疫系统”，Vannberg补充说， “这可以帮助指导几天后发生的适应性免疫反应。”
在以前的研究中，Vannberg试图定量机体的抗感染能力，并专注于结核病和麻风病。在阅读了Jeff Schorey（巴黎圣母院研究员 ，其认为外泌体可用于诊断）的研究后，目前他兴趣集中于外泌体在我们免疫系统中抵御和对抗疾病的作用。
Vannberg和Dixon之间的合作就像是一个奇迹超级英雄传奇的研究实验室版本，个人不同的技能相结合（如同电影里的“超能力”）来实现共同的目标。或者正如Vannberg所说，“本论文突出了我们的专业领域——我的基因组和传染病方面，以及Dixon出色的淋巴生物学和动力学。”
Dixon的实验室确定了外泌体颗粒传递到淋巴结的速度——“在几分钟之内，”Dixon说， “到现在为止，我们还没有得到确切时间范围。”
论文的第一作者是生物学研究生Swetha Srinivasan，她是由Dixon和Vannberg共同指导的。他们设计的实验中，她进行大部分的实验，之后三个人一起分析数据、撰写并检查了文章草稿。他们发表的研究说明了靶向治疗潜在的有效途径。
“我们相信这项工作具有深远的应用意义，它让我们知道生物系统——像病原体、免疫细胞和癌细胞——是如何可以利用外泌体的淋巴运输来快速影响淋巴结环境，”Dixon说。
后续即将发表的研究论文将帮助我们知道外泌体到达淋巴结的时候究竟发生了什么。
“我们有兴趣了解在感染与免疫的背景下外泌体的免疫作用，”Vannberg说，“进一步的研究将有助于解释这些粒子如何刺激快速免疫应答，并影响适应性免疫应答。”（exosomemed.com）
新闻来源：Georgia Tech Petit Institute
文中提及的已发表论文：Srinivasan S, Vannberg FO, Dixon JB. (2016) Lymphatic transport of exosomes as a rapid route of information dissemination to the lymph node. Sci Rep 6:24436. 论文下载请至外泌体之家论坛。
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