2013年，美国、德国3位科学家凭借他们所发现的细胞囊泡运输的调节机制，荣获2013年诺贝尔生理学或医学奖。外泌体(exosomes)作为人体内一类重要囊泡，也开始受到越来越多的关注。科学家们已发现，外泌体会参与到免疫应答、凋亡、血管生成、炎症反应、凝结等重要的生物过程中，细胞会通过分泌外泌体，将一些信号分子分泌到较远的组织或细胞中，以起到调控作用，不过整个过程的机制目前尚未阐明。
8月21日，来自瑞士的研究者在Cell Reports杂志撰文发布了他们关于外泌体miRNA的最新研究成果。
在该项研究中，研究者选择骨髓巨噬细胞(bone marrow-derived macrophages, BMDM)和血管上皮细胞(endothelial cells, ECs)作为样本，希望了解miRNA从细胞分配进入外泌体的机制及外泌体miRNA对受体细胞的影响。利用qPCR检测，研究者发现，当细胞中miRNA表达量出现变化时，外泌体中相应miRNA也会出现相同变化趋势，但变化幅度会更大。若使用特殊结构慢病毒处理细胞，发现当细胞中包含miRNA的3’UTR结合位点的转录本表达上升时，miRNA的表达量会相应出现下调，而且外泌体中的变化幅度依然比细胞中大，研究者将这种现象称为“miRNA海绵效应”。为了验证这种效应，研究者通过RNA-Seq检测了IL-4处理后的BMDM，结果发现有7000多个转录本出现表达差异，通过计算模型分析，研究者证明，这个miRNA海绵效应，实际上是细胞在受到刺激时，某些转录本转录状态会出现变化，从而影响一些靶序列位于这些转录本上的miRNA，并分配他们进入外泌体中，但细胞内的miRNA水平则不会受到影响。
而为了研究外泌体运输所介导的细胞通讯，研究者使用慢病毒构建出一种荧光标记的BMDM外泌体，并用此外泌体处理血管上皮细胞(endothelial cells, ECs)，qPCR检测则发现，某些从BMDMs富集到外泌体中的miRNA，在ECs中也出现明显上调;利用流式细胞仪检测发现，外泌体被ECs吞下，且最终可能在溶酶体中被分解，但研究者通过构建特殊慢病毒的手段，保证外泌体中的miRNA能够保留其基因调控功能。经过RNA-Seq分析，也证明ECs中miRNA的靶基因确实受到了miRNA的调控。这些数据表明，巨噬细胞确实会利用外泌体运输miRNA，通过内吞作用进入其他细胞并发挥调控作用，以起到远程调控的功能。
随着研究的不断深入，人们日益认识到，外泌体所包含的miRNA可能会成为诊断和治疗某些疾病的特殊标志物，而本研究的意义在于，它不仅鉴定出了miRNA由细胞分选进入外泌体的通用机制，也阐述了外泌体进入受体细胞后其中所包含的miRNA的功能及命运，是对现有外泌体miRNA研究的重要推动。
MicroRNA (miRNA) transfer via exosomes may mediate cell-to-cell communication. Interestingly, specific miRNAs are enriched in exosomes in a celltype-dependent fashion. However, the mechanisms whereby miRNAs are sorted to exosomes and the significance of miRNA transfer to acceptor cells are unclear.We used macrophages and endothelial cells (ECs) as a model of heterotypic cell communication in order to investigate both processes. RNA profiling of macrophages and their exosomes shows that miRNA sorting to exosomes is modulated by cellactivation-dependent changes of miRNA target levels in the producer cells. Genetically perturbing the expression of individual miRNAs or their targeted transcripts promotes bidirectional miRNA relocation from the cell cytoplasm/P bodies (sites of miRNA activity) to multivesicular bodies (sites of exosome biogenesis) and controls miRNA sorting to exosomes. Furthermore, the use of Dicer-deficient cells and reporter lentiviral vectors (LVs) for miRNA activity shows that exosomal miRNAs are transferred from macrophages to ECs to detectably repress targeted sequences.