外泌体与泌尿系结石形成机制的研究进展

泌尿系统结石病是全球性公共卫生问题，发病率/患病率逐年上升，结石的形成机制涉及晶体成核、生长、聚集、形成结石等过程。外泌体是一种大小在40~160nm(平均100nm)的细胞外囊泡，来源于质膜连续内陷形成的多泡体，多泡体与质膜融合释放形成外泌体，多泡体可以融合不同的细胞器，所以外泌体内包含多种不同成分的生物活性因子。外泌体与感染、免疫反应、肿瘤、退行性疾病、肾脏疾病等有关，例如来源于肿瘤细胞的外泌体可以调节缺氧肿瘤微环境，促进恶性肿瘤的发生和转移；脊髓损伤时，外泌体可被靶向递送至不同的受体细胞，抑制胶质瘢痕形成、减少炎症和促进神经再生修复。不同细胞来源外泌体的促炎及促自噬作用也可以影响泌尿系结石的形成，近年来有关外泌体所含RNA、蛋白质等物质参与泌尿系结石形成机制、外泌体在结石治疗中的作用以及外泌体作为结石生物标志物等方面的研究渐成为热点，本文对近年外泌体与泌尿系结石相关的研究进展进行综述。1、外泌体参与结石形成过程肾小管上皮细胞损伤是泌尿系结石形成机制之一，尿液代谢物质以及细菌作用损伤肾小管上皮细胞后分泌形成的外泌体有导致细菌聚集、定植，诱发炎症，促进结石形成的作用。Hao等的一项体外研究结果显示尿酸盐培养后的人肾小管上皮细胞(HK-2)炎症、自噬和凋亡水平升高，外泌体中的lincRNA-p21/AIF-1/CMPK2/NLRP3信号尿液代谢异常或肾小管上皮细胞损伤等因素可以促进肾乳头上从来源于草酸钙(calciumoxalate,Ca0x)结石患者的HK-2细胞中外泌体可以通过MAPK/P-38途径放大氧化应激和成骨变化，导致尿外泌体所含蛋白质也与泌尿系结石形成有关，尿外泌体中的S100蛋白(钙颗粒蛋白)在免疫反应、细菌防御以及钙结合等过程中起关键作用。Wang等研究发现肾结石患者的尿液外泌体中富含01巨噬细胞来源外泌体与结石形成巨噬细胞在结石形成中是一把“双刃剑”,外泌体在其中也发挥噬细胞内的外泌体分离后，巨噬细胞吞噬清除Ca0x晶症级联反应中发挥作用，与一水草酸钙(calciumoxalate细胞产生IL-8,激活中性粒细胞迁移，增加外泌体膜脆性，使其具自噬是真核细胞中通过降解蛋白质和细胞器来维持细胞内外稳Ca0x结石共培养的巨噬细胞中分离外泌体，与HK-2细胞孵育会导致Bax表达升高，抑制凋亡因子Bcl-2表达降低。表明与Ca0x结石共形成。Su等发现，与草酸共培养的HK-2细胞来源外泌体会上调细胞Ambra1后，这种作用显著减轻。同时敲除自噬相关蛋白Beclin-1后有减少细胞损伤、抑制肾结石形成的作用。HK-2细胞与草酸或COM人脐带间充质干细胞来源外泌体共培养后，HK-2细胞活性较干预前03脂肪基质细胞来源外泌体与结石形成在肾小管上皮间质内存在许多易于采集和体外培养的脂肪基质 (Toll-likereceptor4,TLR4)及自噬相关蛋白7(autophagy伤中对调节炎症反应起重要作用，肾结石患者尿液中miR-20b-3p的到抑制。所以，ADSC来源的富含miR-20b-3p的外泌体，通过抑制炎外，人脐带间充质干细胞来源外泌体可通过提高骨形态发生蛋白7的1tRF-Lys-TTT-5005c,tRF-Lys-CTT-5006c等的实验证实了miR-223-3p在结石患者尿外泌体中富集，其功能主促进结石形成。这些发现为研究CaOx结石潜在的诊断标志物和治疗靶点提供了巨大的希望。由于外泌体膜具有稳定性，并且外泌体几乎在所有生物体液中都可检测到，还避免了传统实体活检的局限性，特别是减少了手术相关的创伤，这使得外泌体RNA成为理想的生物标志物，对外泌体RNA生物标志物的研究在结石病的诊断和防治方面具有巨大价值。综上所述，外泌体通过引起肾小管上皮细胞损伤或者诱导形成Randall斑促进结石形成；巨噬细胞来源外泌体对肾结石形成有着双重作用，促进结石形成作用可能为主导地位；ADSC来源外泌体对肾结石的形成起抑制作用，同时可作为细胞间信息传递的平台和物质传递的载体，将药物精准输送到结石形成部位。外泌体分泌的波形蛋白及BMP-7蛋白表达升高均会抑制肾结石的形成。总之，不同来源外泌体的作用和机制有差异，目前研究大多集中在体外实验