2.1   外泌体与低氧诱导因子1α   低氧可以促进细胞中低氧诱导因子1α和低氧诱导因子2α的表达和核转位，导致葡萄糖转运蛋白和表皮生长因子受体蛋白水平增加，继而受体表达的改变(减少或增加)可以促进质膜重塑，受体表达增加可以直接促进受体激活和内化，从而诱导内吞作用，最终促进外泌体释放。低氧刺激的外泌体释放依赖于低氧诱导因子1α。然而，低氧诱导因子1α对外泌体功能的调节是一个新的研究领域，低氧诱导因子1α作用于外泌体的直接机制以及低氧诱导因子1α调节外泌体形成、内容物选择、转运和释放的作用尚未确定。多种细胞衍生的外泌体通过减少氧化应激、抗纤维化、促进血管生成、抑制细胞凋亡等在不同类型的低氧疾病中起保护和治疗作用。LV等[10]研究发现在低氧条件下低氧诱导因子1α过表达的间充质干细胞分泌的外泌体增强了血管生成和血管通透性。LI等[11]将肾小管上皮细胞暴露于缺氧条件下，以促进miRNA-23a外泌体的释放，然后将其注射到未受损伤的肾实质，导致体内炎症浸润增加。在大鼠肾近端肾小管细胞缺氧时，能显著促进外泌体的产生和分泌，缺氧细胞来源外泌体对肾小管细胞损伤具有保护作用[12]。研究发现低氧诱导因子1可以诱导低氧处理的肾小管上皮细胞产生外泌体，并能调节外泌体的含量以改变受体细胞的关键功能[13-14]。此外，WANG等[5]报道低氧诱导因子可以通过增加缺氧环境下Rab22a的活性来调节外泌体的形成、运输和膜融合。CHEN等[15]发现在缺氧条件下卵巢癌细胞来源的外泌体通过miRNAs诱导M2巨噬细胞极化，从而促进卵巢癌细胞的增殖和迁移，低氧诱导因子在这一过程中起着重要作用。ZHANG等[16]在大鼠股骨骨折模型中发现脐带间充质干细胞来源外泌体促进低氧诱导因子1α和血管内皮生长因子水平增加，从而增强血管生成。以上反映了外泌体与低氧诱导因子存在着直接或间接的关系。
2.2   外泌体是一种介导低氧细胞间信号传递的新载体   多种疾病如肿瘤、心血管疾病、感染与炎症等都处于低氧的细胞内环境，并且外泌体有多种方式参与细胞间的细息传递。外泌体中含有蛋白质、脂类和核酸(如功能性的mRNAs)，可作为细胞间信号传递的新载体[17-21]。下面将从上述这几个常见病来阐述外泌体在低氧细胞间的信息传递，以期为高原低氧环境下开展研究外泌体提供新依据。
2.2.1   外泌体在肿瘤细胞间的信息通讯   外泌体可介导肿瘤细胞微环境之间相互通信。HAN等[22]在肝细胞癌研究中发现Vps4A影响外泌体的释放，其通过与CHMP4B和β-catenin的相互作用，调节β-catenin的PM定位和外泌体排序，降低β-catenin信号转导，从而抑制肝癌的上皮-间质转化和转移。CHEN等[23]研究发现肝细胞癌小鼠血浆外泌体和组织中circ-0051443表达明显低于健康对照组。Circ-0051443通过外泌体从正常细胞向肝癌细胞传递，通过促进细胞凋亡和抑制细胞周期进程来实现抑制癌细胞生长。外泌体circ-0051443通过上调BAK1表达降低裸鼠移植瘤的质量和体积，外泌体circ-0051443可以作为肝癌的预测因子和潜在治疗靶点。胰腺癌是一种致命的恶性肿瘤，最近研究发现骨髓间充质干细胞来源外泌体(miR-126-3p)通过下调ADAM9表达抑制胰腺癌的发生[24]。YUE等[25]研究发现缺氧性胶质母细胞瘤细胞特异性分泌的外泌体miR-301a通过TCEAL7(胶质母细胞瘤中的一种抑癌基因)激活Wnt/β-catenin信号通路，从而可能抑制癌症发展。
外泌体还可以促进肿瘤的发展，肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)是与肿瘤转移相关的重要免疫细胞。在大肠癌中外泌体(miR-25-3p，miR-130b-3p，miR-425-5p)通过激活PI3K/Akt信号通路调节PTEN表达，诱导巨噬细胞M2极化，通过促进上皮间质转化和分泌血管内皮生长因子促进肿瘤转移[26]。此外，KALRA等[27]在大肠癌研究中首次发现外泌体可以将突变的β-连环蛋白转移到受体细胞并促进肿瘤的进展，这一过程是通过激活Wnt信号通路来实现的。CHEN等[28]研究发现乳腺癌外泌体lncRNAs可作为信号转导元件，在免疫细胞和肿瘤细胞之间传递，以促进癌症有氧糖酵解。最新研究发现，甲状腺乳头状癌的血清外泌体circRASSF2和circFNDC3B
通过miR-1178/TLR4途径调节甲状腺乳头状癌的进展，且呈正相关[29-30]。内质网应激的肝癌细胞释放外泌体可以上调巨噬细胞PD-L1的表达，进而通过miR-23a-PTEN-AKT途径抑制T细胞功能，促进肿瘤发展[31]。HAM等[32]研究发现乳腺癌细胞来源外泌体可以通过gpl30/STAT3信号通路改变巨噬细胞极化。WANG等[33]研究发现lncRNA MYU至少部分通过miR-184/c-Myc轴在前列腺癌中起癌基因的作用，并可能作为潜在的诊断生物标记物和治疗靶点。见表1。
 2.2.2   外泌体在心脑血管疾病间细胞通讯   GAO等[34]用差速离心法从心肌梗死小鼠血清中分离外泌体，其通过激活ERK1/2促进脂肪间充质干细胞增殖。功能获得和丧失研究证实miR-1956通过下调Notch-1刺激脂肪间充质干细胞介导的血管生成和旁分泌血管内皮生长因子信号传导，从而起到修复心肌作用。研究发现心肌缺血患者的冠状动脉血清外泌体中的miR-939 介导NO信号通路促使血管新生[35]。自发性高血压大鼠血管外膜成纤维细胞来源外泌体向血管平滑肌细胞转移血管紧张素转换酶，增加血管平滑肌细胞AngⅡ水平，激活AngⅡ受体，从而促进血管平滑肌细胞迁移[36]。最近XU等[37]研究发现褪黑素处理的血管平滑肌细胞来源外泌体可以通过miR-204/miR-211以旁分泌的方式减弱血管钙化和老化，对高血压、动脉粥样硬化的血管有保护作用。
2.2.3   外泌体在炎症时细胞间通讯   研究发现，在炎症与感染的时候，也会出现类似的信号交流。气道重塑在气管炎症中尤其重要，GUPTA等[38]研究发现外泌体可以在气道上皮进行细胞间信息传递，有助于气道上皮细胞重塑。急性肺损伤相关的肺部炎症与巨噬细胞过度活化有关。急性肺损伤小鼠血清外泌体将miR-155传递给巨噬细胞，刺激核因子κB活化，并诱导肿瘤坏死因子α和白细胞介素的产生[39]。此外，血清外泌体来源的miR-155分别通过靶向SHIP1和SOCS1促进巨噬细胞增殖和炎症反应，从而促进炎症发生。刘超[40]利用豚鼠哮喘模型研究血清外泌体在其中发挥的作用，发现血清外泌体可能通过提高膜蛋白HSP70表达，且活化TLR4/NF-kB信号通路来发挥促炎反应，影响哮喘的发展。在类风湿关节炎中，WANG等[41]研究发现血清来源外泌体
miR-548a-3p通过调节TLR4/NF-κB信号通路，抑制pTHP-1细胞的增殖和活化，从而有益于抑制炎症。
2.3   外泌体作为疾病的生物标志物   外泌体不仅在肿瘤、心血管疾病、感染与炎症等常见病多发病中作为重要的信息传递分子，而且在疾病的发生发展中尤为重要，且表现出特异性，可以作为新的疾病生物标志物。
2.3.1   外泌体作为肿瘤标志物   目前肿瘤是人类需要克服的一大难题，致残率和死亡率均居前列，但是没有一种有效的诊断和预后措施。肿瘤所处的环境主要就是缺氧，因此在这种环境下外泌体对肿瘤的影响必不可少，可作为肿瘤生物标志物，为临床早期诊断、治疗和预后提供新的临床数据。
外泌体中含有多种核酸，其中肿瘤外泌体中非编码RNA可作为生物标志物。研究发现涎腺腺样囊性癌(SACC)患者血浆中分离的外泌体中MRPL23-AS1水平较高，且富含MRPL23-AS1的外泌体增加了微血管的通透性，并促进了体内涎腺腺样囊性癌的转移[42]，揭示了MRPL23-AS1可能为生物标记物。研究发现，肝细胞癌血清外泌体中的LncRNA ZFAS1明显高表达[43]，可作为生物标志物。最近研究发现，lncRNA PCAT1存在于食管鳞状细胞癌的外泌体中，通过激活miR-326(一种肿瘤抑制因子)促进食管鳞状细胞癌细胞增殖，可能作为一个非侵入性生物标记物[44]。HU等[45]研究发现结直肠癌中的6种外泌体lncRNA (LNCV6_116109、LNCV6_98390、LNCV6_38772、LNCV6_108266、LNCV6_84003、LNCV6_98602)在结直肠癌患者血浆中的表达明显上调，可作为结直肠癌早期诊断的潜在非侵袭性生物标志物。张好良等[46]研究胃癌时发现血清外泌体LncRNA PN2-4低表达，并且表达越低肿瘤恶性程度越高，预后越差，可作为肿瘤生物标记物。
肿瘤外泌体中miRNA也可作为生物标记物。SU等[47]研究卵巢癌时发现血清外泌体中的miR-1307和miR-375高表达，其中miR-1307与肿瘤的恶化程度有关，表达越高恶化程度越高。miR-375与肿瘤的淋巴转移有关，表达越高淋巴转移越强。因此可作为肿瘤的生物标记物。ZHENG等[48]对宫颈上皮内瘤样病变和宫颈癌患者血浆标本进行miRNA测序，发现血浆外泌体miR-30d-5p和let-7d-3p是宫颈癌及其前体无创筛查的有价值的诊断生物标志物，但是临床诊断需要大样本的进一步验证。研究发现血清外泌体miR-20b-5p可能参与非小细胞肺癌的发病机制，具有较高的临床诊断价值，可以作为辅助非小细胞肺癌诊断的新型生物标志物[49]。结肠癌的早期诊断对提高患者的生存率和生活质量具有重要的临床意义。研究发现，在结肠癌患者中具有明显的外泌体miRNA谱，可作为早期检测结肠癌的一个有前途的生物标记物，但还需要大量数据证实[50]。SHAO等[51]对胶质瘤进行研究发现外泌体miR-454-3p的高表达或低表达与胶质瘤预后有关，且有特异性，可作为生物标志物，是潜在的治疗靶点。
2.3.2   外泌体作为心脑血管疾病生物标志物   众所周知，心脑血管疾病与低氧密不可分，低氧会诱导心脑血管疾病，反过来心脑血管疾病会加重缺氧。因此找到一个及时诊断心脑血管疾病的标记物非常重要。张海涛等[52]研究发现稳定性心绞痛患者血清外泌体中的miR-5195-3p、miR-328和miR-130a-3p 较正常人显著上调，而急性ST段抬高型心肌梗死患者血清外泌体中 miR-4787-3p、miR-423-5p和miR-151b较正常人显著上调，与冠心病的发展有着重要关系，可作为生物标志物。以往研究发现，急性心肌梗死患者血清外泌体miR-146b-5p的含量比正常人明显高表达，对诊断急性心肌梗死有重要意义[53]。人体衰老时，心脏会发生纤维化，导致缺氧加重。YANG等[54]利用心肌纤维化模型研究发现，随着年龄的增大，血清外泌体表面的HSP70表达量减少，心肌纤维化加重，不仅可作为诊断的生物标记物，还给心肌纤维化的治疗提供了新的思路。
2.3.3   外泌体作为炎症生物标志物   当机体发生炎症后局部会发生缺氧，导致炎症更加严重。血清外泌体在机体发生炎症后有所变化，作为生物标志物在临床上有着重要的作用。
在研究丙型病毒性肝炎时，发现其血清外泌体miR-122显著降低且与谷草转氨酶和谷丙转氨酶表达水平呈负相关，但是目前只可能作为肝损伤的生物标记物，还不能成为丙型肝炎的治疗效果监测标志物[55]。研究发现，炎症相关mRNA谱分析显示IgA肾病患者外泌体趋化因子(C-C基序)配体2(CCL2)表达上调，且CCL2在IgA肾病患者中高度表达，外泌体CCL2 mRNA是反映IgA肾病活动性肾组织损伤和肾功能恶化的重要生物标志物[56]。LIAO等[57]对丙型肝炎病毒感染的类风湿性关节炎患者进行研究发现，外泌体miR-155水平与丙型肝炎病毒载量呈负相关且表达量较高，miR-155可能成为潜在的诊断生物标志物或治疗靶点。随后又发现，类风湿性关节炎患者血清外泌体miR-548a-3p明显低于健康人，可能是预测类风湿性关节炎的生物标记物[41]。

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[11]	刘 聪, 刘 肃. miR-17-5p调控低氧诱导因子1α介导脂肪细胞分化及血管生成的分子机制[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1069-1074.
[12]	汪显耀, 关亚琳, 刘忠山. 提高间充质干细胞治疗难愈性创面的策略[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1081-1087.
[13]	万 然, 史 旭, 刘京松, 王岩松. 间充质干细胞分泌组治疗脊髓损伤的研究进展[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1088-1095.
[14]	廖成成, 安家兴, 谭张雪, 王 倩, 刘建国. 口腔鳞状细胞癌干细胞的治疗靶点及应用前景[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1096-1103.
[15]	谢文佳, 夏天娇, 周卿云, 刘羽佳, 顾小萍. 小胶质细胞介导神经元损伤在神经退行性疾病中的作用[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1109-1115.

1986年科学家从绵羊红细胞培养基的上清液中发现一种小的囊泡结构，并命名为外泌体[1]。此后经过几十年的努力，科学家先后从人体的血液、唾液和尿液等体液中发现外泌体[2-4]，可以通过体循环到达作用部位，参与细胞间的物质交换和信息交流，在多种生理和病理过程中发挥重要作用。到2013年詹姆斯·罗斯曼、兰迪·谢克曼和德国科学家托马斯·苏德霍夫3位科学家因发现外泌体运输的调节机制而获得了诺贝尔生理学或医学奖。外泌体可以通过体循环到达作用部位，参与细胞间的物质交换和信息交流，在多种生理和病理过程中发挥重要作用。低氧环境能够促进肿瘤细胞分泌外泌体[5]，并且在低氧条件下肺动脉内皮细胞、脂肪细胞、上皮细胞和心脏祖细胞能释放更多的外泌体[6-9]。外泌体是否会受低氧诱导因子的调控，在高原低氧环境下外泌体是否会有所改变，目前鲜有报道。文章总结外泌体在低氧相关疾病中的研究进展，以期为高原低氧环境下的疾病研究提供新的思路。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

1.1   文献检索和筛选要求   应用计算机检索2013至2020年PubMed、Medline数据库，检索2018至2019年中国知网、万方数据库，中文关键词为“血清外泌体、低氧、肿瘤、炎症、心脑血管疾病”；英文关键词为“serum exosomes，hypoxia，tumor，Inflammation，cardiovascular and cerebrovascular 
diseases”。
1.2   文献筛选标准   低氧环境下外泌体生物学功能的文章。
1.3   质量评估及数据的提取   计算机初检得到312篇文献，经资料收集者互相评估纳入文献的有效性和适用性，通过阅读文题和摘要进行初步筛选；排除中英文文献重复性研究，以及内容不相关的文献，最后纳入57篇文献进行综述。

机体暴露在海拔3 000 m以上的高原会导致两种结果——高原习服或高原疾病，无论在高原习服或者高原疾病的情况下，为了适应高原低氧环境，外泌体会发生不同变化，这种变化是否可作为高原习服的生物标志物？是目前需要关注的主要问题。低氧可以刺激细胞释放更多的外泌体，在低氧条件下释放的外泌体内容物增加(选择性地改变)。在不同的低氧研究中，已经显示不同类型细胞释放的外泌体的数量和含量显著不同，这可能与外泌体分泌细胞的功能多样性和不同细胞的耐受性有关。期待在以后的研究能把上述问题解释清楚，将为高原习服机制研究提供新的理论依据。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

文题释义：#br# 外泌体：指包含了复杂RNA和蛋白质的小膜泡，其特指直径在40-100 nm的盘状囊泡，外泌体天然存在于体液中，包括血液、唾液、尿液、脑脊液和乳汁中，可以通过体循环到达作用部位，释放内容物，参与细胞间的物质交换和信息交流，在多种生理和病理过程中发挥重要作用。#br# 生物标记物：是指能够反映致病因素或毒物从暴露到效应过程中，各个环节性质的特异性生物分子，如DNA、蛋白质、酶、脂质、糖类等；也指在各种效应过程中反映某种外来物质引发的生物化学反应以及各种数据指标，可用于疾病诊断、判断疾病分期或者用来评价新药或新疗法在目标人群中的安全性及有效性。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

外泌体可以通过体循环到达作用部位，参与细胞间的物质交换和信息交流，在多种生理和病理过程中发挥重要作用，并且在低氧条件下肺动脉内皮细胞、脂肪细胞、上皮细胞和心脏祖细胞能释放更多的外泌体。文章总结外泌体在低氧相关疾病中的研究进展，以期为高原低氧环境下的疾病研究提供新的思路。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

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