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Exosome是由细胞分泌的囊泡结构，直径在30-100 nm之间。由于具有独特的结构特征和分子组成，exosome在机体免疫调节、细胞间信息传递、病毒颗粒的传播等大量生理病理过程中发挥着重要作用。目前针对exosome的基础和临床研究处于快速的发展期，对exosome功能和应用的深入探索能够为人体多种疾病的诊断、预防与治疗提供新的科学方法。
本论文工作以exosome为研究对象，重点研究了:(1)Exosome的分离、纯化与鉴定方法;(2)Exosome在磁性氧化铁纳米颗粒引起机体免疫激活过程中发挥的作用;(3)利用exosome和功能相近的细胞膜泡制备了一种能够同时预防两种肿瘤发生的膜泡疫苗。主要研究内容及成果如下:
1.首先对exosome的分离、纯化和鉴定方法进行了研究和总结。通过本文中的方法，能够简单快速的获得纯度较高的exosome。
2.磁性氧化铁纳米颗粒呼吸暴露后，能够激活小鼠机体免疫反应，并促进肺泡区域产生大量的exosome。随后exosome在肺泡区域被快速清除，进入小鼠体内循环系统。靶向研究显示，exosome主要富集于小鼠肝脏中的树突状细胞和巨噬细胞。体外实验中，exosome能够促进树突状细胞和巨噬细胞成熟，并诱导这两种细胞分别向DC1和M1方向分化。然而单独使用的磁性氧化铁纳米颗粒不能诱导树突状细胞和巨噬细胞成熟及分化。在DC1细胞的作用下，T细胞向Th1和Te1方向分化，进而激活体内免疫反应。因此，exosome作为信号转运体介导了磁性氧化铁纳米颗粒引起的机体免疫激活。
3.利用肿瘤细胞来源的exosome和树突状细胞来源的细胞膜泡，制备了一种同时负载小鼠黑色素瘤(melanoma，B16)和路易斯肺癌(LLC)肿瘤细胞抗原的细胞膜泡疫苗-DC-mvB16/LLC。体外实验中，DC-mvB16/LLC能够诱导产生T细胞免疫反应。与仅负载B16肿瘤细胞抗原的细胞膜泡(DC-mvB16)相比，免疫DC-mvB16/LLC膜泡疫苗的小鼠能够同时对B16和LLC两种肿瘤细胞显示出有效的抑制作用。此外，研究结果显示DC-mvB16/LLC膜泡疫苗对B16肿瘤细胞具有协同增强的抑制作用。这些结果表明，负载多种类型肿瘤细胞来源抗原的细胞膜泡能够成为一种高效、广谱的抗肿瘤疫苗。
综合上述研究，本论文首次证明了磁性氧化铁纳米颗粒需要在exosome的介导下激活机体免疫，揭示了纳米材料引起免疫毒性的方式及可能机制。同时，本研究利用exosome制备了一种能够同时预防两种肿瘤发生的膜泡疫苗，为肿瘤免疫治疗提供了新的思路。此外，exosome分离、纯化和鉴定方法的建立与规范化为exosome的深入研究提供了科学依据。