中国科学院长春应用化学研究所王宏达研究员团队在《Analytical Chemistry》上发表了一项题为“利用高时空分辨率成像技术捕获机械力调控外泌体释放的时空动态 ”的研究。该成果揭示了机械力刺激与外泌体释放之间的密切关系，为直观探索外部刺激如何影响外泌体分泌奠定了基础。研究团队未来将进一步深入解析机械力调控外泌体释放的分子机制，以期为药物研发提供新的靶点。此项工作的发表，标志着我们在理解外泌体生物学及其在肿瘤微环境调控中的作用方面取得了重要进展，也为后续基础研究与临床应用开辟了新的方向。
外泌体是由细胞内吞体衍生的小型细胞外囊泡，负责细胞间物质交流与信息传递，尤其在肿瘤发生与发展中扮演重要角色；同时，肿瘤微环境也会影响外泌体的分泌。先前的研究表明，机械力可以促进外泌体的释放；然而，机械力与外泌体分泌之间的直接关系尚待进一步探讨，目前仍缺乏关于机械力调控外泌体释放的直接证据和动态细节。
癌细胞相较于正常细胞产生更多的外泌体，这些外泌体对肿瘤微环境产生潜在影响，从而促进肿瘤发生与转移；同时，肿瘤微环境也会诱导外泌体的分泌，以帮助细胞抵御应激。因此，深入理解肿瘤微环境中的致癌信号对外泌体释放的调节机制，对于抑制相关疾病的发展至关重要。
机械力变化是肿瘤微环境中的重要特征，影响癌症发展进程，包括肿瘤细胞的形态重塑、侵袭和迁移。除了接触细胞之间以及细胞和细胞外基质之间的信号传递；近期研究还表明，机械力能够刺激外泌体的分泌，从而实现非接触细胞之间的远程信号传递。然而，现有外泌体释放分析方法主要集中于从长期培养物中收集细胞上清液后的生化研究。这种方法往往忽略了外泌体释放的动态信息和细胞外囊泡的潜在异质性。因此，到目前为止，缺乏直接证据表明机械力变化是外泌体释放的触发因素，这也限制了对其调节机制的理解。
直接成像多泡体（MVB）与质膜(PM)融合过程是可视化外泌体释放的有效方法。CD63是一种典型的外泌体标志蛋白，存在于多泡体及其内部囊泡中，广泛用于追踪外泌体分泌。在这项研究中，研究人员利用基于CD63双标记报告基因的（pHluo_M153R-CD63-mScarlet）的高速转盘式共聚焦 显微镜
图1：单个MVB-PM融合动态
进一步，该团队探索了机械压力对外泌体释放的潜在调控机制。研究人员发现相比对照组，承受机械压力的细胞中的肌动蛋白有重排成应力纤维的现象。通过活细胞
图2：机械压力促进外泌体释放
这项研究揭示了机械力刺激与外泌体释放之间的密切关系，为以更直观的方式探索外部刺激对外泌体分泌的影响奠定了基础。未来，研究团队将继续深入探讨机械力调控外泌体释放的分子机制，从而为药物发现提供新靶点。这一研究成果的发表，标志着我们在理解外泌体生物学和肿瘤微环境调控方面迈出了重要一步，为未来的基础研究和临床应用提供了新的方向。
参考文献：
Visualization of Mechanical Force Regulation of Exosome Secretion Using High Time-Spatial Resolution Imaging, Anal Chem, 2025,97(2):1210-1220. doi:10.1021/acs.analchem.4c04690
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