名词解释
内质网
内质网（endoplasmic reticulum，ER）是细胞内膜系统的一部分，承担着细胞的基本功能。它围绕细胞核展开，其结构形成了广泛而复杂的网络。内质网大致可分为两种类型，即粗面内质网和滑面内质网。
粗面内质网（Rough Endoplasmic Reticulum，RER）因其表面紧密附着着合成蛋白质的结构——核糖体，从而具有粗糙的外观，由此得名。RER 的主要功能是折叠、修饰新合成的蛋白质，并将它们送往细胞内适当的位置。
另一方面，滑面内质网（Smooth Endoplasmic Reticulum，SER）不含核糖体，具有光滑的外观。SER 的主要功能是合成脂质与类固醇、代谢糖类，以及解毒。
内质网在蛋白质合成与脂质代谢中发挥着核心作用，并通过这些过程为维持细胞的生命活动作出贡献。此外，内质网还作为细胞应激反应的一部分发挥功能，当蛋白质未能正确折叠时，它具有检测并纠正这种异常的机制。这种来自内质网的应激反应在维持细胞存活与死亡之间的平衡方面发挥着重要作用。
核糖体
核糖体是存在于生物细胞内的微小机构，发挥着生产蛋白质，即蛋白质合成（翻译）的作用。在生物表达遗传信息的基本过程中——基因信息从 DNA 转录为 RNA，该 RNA 在核糖体上被读取并翻译为蛋白质——核糖体发挥着重要作用。
核糖体由核糖体 RNA（rRNA）和核糖体蛋白质构成的两个亚基组成，即大亚基和小亚基。这两个亚基结合后，核糖体才能发挥功能。
核糖体进行蛋白质合成的过程如下：
- 信使 RNA（mRNA）与核糖体的小亚基结合。
- 在识别 mRNA 上的特定序列（起始密码子）后，大亚基结合，形成完整的核糖体。
- 核糖体一边沿 mRNA 读取，一边将每个密码子（mRNA 上的三个核苷酸）翻译为相应的氨基酸。这项翻译工作由一种称为转运 RNA（tRNA）的特殊 RNA 分子负责。
- 翻译结束后，新合成的蛋白质从核糖体上释放出来，随后发挥其后续的生物学功能。
核糖体存在于细胞内的各个位置，有的自由漂浮在细胞质中，有的附着在粗面内质网或线粒体的表面。其位置因核糖体所合成的蛋白质种类及该蛋白质的后续去向而有所不同。
高尔基体
高尔基体（Golgi apparatus）是细胞内膜系统的一部分，是对新合成的蛋白质和脂质进行修饰、分选（分类）和包装的主要场所。该结构以意大利科学家卡米洛·高尔基（Camillo Golgi）的名字命名。
高尔基体由一系列扁平的囊状结构（高尔基小泡）构成，这些结构堆叠在一起，整体上形成高尔基体。高尔基体有两个主要的面：cis 面（形成面）和 trans 面（成熟面）。cis 面是靠近内质网的一侧，是新合成的蛋白质和脂质从内质网送往高尔基体的入口。trans 面则是物质从高尔基体送往细胞其他部分的出口。
高尔基体中进行的主要工作如下：
- 修饰：当蛋白质和脂质通过高尔基体时，会进行各种化学修饰（例如，添加或修改糖链）。由此对蛋白质和脂质的功能进行调节。
- 分选：经过修饰的蛋白质和脂质随后经历决定它们应被送往何处的过程。这些分子被送往细胞内的其他部分（例如，溶酶体或线粒体）、细胞表面或细胞外。
- 包装：要送出的蛋白质和脂质被一种称为小泡的膜所包裹，这成为蛋白质和脂质的运输方式。
通过上述这些功能，高尔基体控制着细胞的蛋白质转运，并在维持细胞功能方面发挥着重要作用。
内质网与高尔基体中 EV 的生成
外泌体，或称细胞外囊泡 (EV)，是运送细胞内信息的小型泡状结构体，在生物体内发挥着许多重要功能。它们协助细胞间通讯，并调节生物体的生长、发育、免疫应答、疾病进展等。下面，我们将详细解说参与外泌体生成的两种主要细胞结构，即内质网和高尔基体。
首先，外泌体的生成是通过包括内质网和高尔基体在内的细胞内部复杂途径来完成的。内质网发挥着将细胞内新制造的蛋白质折叠、修饰并送往适当位置的作用。特别是，来自内质网的蛋白质被送往高尔基体，在那里进一步被修饰。高尔基体作为细胞内蛋白质最终被修饰并被送往细胞内或细胞外的场所发挥功能。
外泌体的生成始于内质网。从内质网分泌的蛋白质和脂蛋白离开内质网，移动到高尔基体。在此过程中，这些蛋白质和脂蛋白被摄入一种称为内体的细胞内囊泡结构中。内体发挥着将物质运送到细胞内其他部位的作用。
当内体成熟时，会变成一种称为多泡体 (MVB) 的结构。MVB 内部形成大量的内部囊泡，即外泌体的前体。这些前体含有要从细胞运送到外部的各种物质，如蛋白质、脂蛋白和 RNA。
随后，MVB 被送往高尔基体。在高尔基体中，来自 MVB 的外泌体前体接受进一步的修饰，最终成熟为外泌体。在高尔基体中，会进行影响外泌体形态和功能的重要修饰。这些包括添加糖链和磷酸化等蛋白质修饰。
当外泌体在高尔基体中成熟后，会向细胞膜移动，并与细胞膜融合。由此，外泌体被释放到细胞外。这一过程称为胞吐作用，是细胞与外部环境共享信息的主要手段。
外泌体的生成与释放是细胞与其环境相互作用的重要机制，同时也可能为疾病的诊断和治疗开辟新的可能性。例如，已知癌细胞利用外泌体运送有助于其生长和扩散的信号。因此，通过理解外泌体的生成与功能，我们应当能够更好地理解这些病症，并找到有效治疗它们的方法。
理解内质网和高尔基体的作用，对于理解外泌体的生成与功能是不可或缺的。这些结构提供了确保外泌体被恰当地形成、修饰和释放的基本机构。因此，外泌体研究需要聚焦于这些细胞结构及其所发挥的作用。
如上所述，外泌体的生成伴随着经由内质网和高尔基体的复杂过程。这些细胞结构通过蛋白质折叠、修饰、运输等一系列过程，协助外泌体的形成与释放。外泌体研究尚处于发展之中，它正为阐明这些微小的泡状结构如何影响生物的生命活动、如何参与疾病的发生与进展开辟新的途径。
外泌体内部含有信息传递物质。这些物质包括 RNA、DNA、蛋白质等。这些分子被用于细胞间通讯，发挥着调节细胞行为和功能的作用。此外，外泌体也被认为参与从外部环境向细胞传递信息。
microRNA 何时被摄入外泌体内？
外泌体内含的微小RNA (miRNA) 在细胞内外泌体生成过程的早期阶段被摄入。具体而言，在成为外泌体前体的内体形成的过程中，细胞质中的 miRNA 被摄入内体内。
细胞质中的 miRNA 被摄入内体内的具体机制尚未完全阐明。然而，多项研究提示了一些可能性。
- RNA 结合蛋白（RBPs）：特定的 RNA 结合蛋白可能与 miRNA 结合并将其摄入内体。这些蛋白与 miRNA 结合，发挥着协助其被摄入内体的作用。
- 人类蛋白 AGO2：人类蛋白 AGO2 被认为发挥着将 miRNA 摄入内体的作用。AGO2 可能与 miRNA 结合并协助其被摄入内体。
- ESCRT（Endosomal Sorting Complex Required for Transport）复合体：该复合体参与内体的成熟和外泌体的形成。它如何参与 miRNA 被摄入内体尚不明确，但一些研究提示了相关性。
这些机制都显示出细胞内的 miRNA 被摄入内体的可能性，但详细过程及各自的作用仍有许多尚未阐明之处。关于外泌体与 miRNA 关联性的研究目前仍在进行中，期待今后能进一步阐明更详细的机制。
2022 年报道了一篇有趣的论文。近期，我想整理一下其内容。
MicroRNA sequence codes for small extracellular vesicle release and cellular retention - Nature
被摄入内体内的 miRNA，在内体成熟并转变为多泡体 (MVB) 的过程中，被封入 MVB 内部的小泡（腔内囊泡）中。当这些小泡最终成为外泌体并被释放到细胞外时，miRNA 也随之一起被释放。
需要指出的是，哪种 miRNA 被摄入外泌体并非随机，已知特定的 miRNA 会被选择性地摄入外泌体。关于这种选择性的机制尚未完全阐明，但据认为有若干因素（例如，特定的 RNA 结合蛋白）参与其中。
因此，miRNA 在内体形成阶段被摄入外泌体，随后通过外泌体的成熟和释放过程，被封闭在外泌体内并被运送到细胞外。
关于外泌体生成的机制，为了实现外泌体的治疗应用，必须深入理解。然而，由于仍有许多不明之处，需要进一步的研究。关于这一领域，我打算始终保持跟进。