受体细胞身份决定跨物种细胞外囊泡的细胞内运输和膜相互作用

细胞外囊泡（EVs）作为一种天然的通讯系统发挥作用，能够在细胞之间转运生物分子。尽管几乎所有细胞类型都会产生EVs，且其已显示出作为治疗剂的应用前景，但我们对于不同细胞来源的EVs如何识别受体细胞、如何被摄取以及如何在细胞内被处理的理解仍然有限。尤其是，目前尚不清楚EVs在细胞内的行为究竟主要由EVs自身的内在属性所决定，还是由受体细胞环境所主导。 在此，我们系统研究了EVs来源和受体细胞身份对EVs细胞内转运的相对贡献。通过结合单囊泡追踪与基于机器学习的扩散状态分类，我们分析了来源于四种不同来源的EVs在三种受体细胞类型中、跨越三种不同时间跨度的行为。该方法能够表征动态运输行为，从而克服传统整体平均方法的局限性。 我们观察到受体细胞依赖性的细胞内转运模式差异，其范围从相对均一且动态的运动到更为异质且受限的行为不等，反映了细胞内运输环境的可变性。尽管存在这些差异，EVs的来源在摄取后对其细胞内动力学仅产生了有限影响。这些发现提示一种模型：细胞内运输来源于EVs相关普遍属性与细胞特异性环境之间的相互作用。

细胞外囊泡（EV）作为一种天然的通信系统发挥作用，能够在细胞之间传递生物分子。尽管几乎所有细胞类型都会产生EV，且EV已显示出作为治疗剂的应用前景，但我们对于不同细胞来源的EV如何识别受体细胞、被摄取以及在细胞内被加工处理的理解仍然有限。特别是，目前尚不清楚EV在细胞内的行为究竟主要由EV内在属性决定，还是由受体细胞环境所主导。在此，我们系统研究了EV来源和受体细胞身份对EV细胞内转运的相对贡献。通过结合单囊泡追踪与基于机器学习的扩散状态分类，我们分析了来自四种不同来源的EV在三种受体细胞类型中、跨三个不同时间跨度的行为。该方法实现了对动态转运行为的表征，克服了传统整体平均方法的局限性。我们观察到受体细胞依赖性的细胞内转运模式差异，其表现范围从相对均一且动态的运动，到更具异质性和受限性的行为，反映出细胞内转运环境的可变性。尽管存在这些差异，EV来源在被摄取后的细胞内动力学中仅表现出有限影响。这些发现提示了一种模型：细胞内转运源于EV相关一般属性与细胞特异性环境之间的相互作用。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.03.729830v1?rss=1

🏷️ 细胞外囊泡 胞内运输 受体细胞身份 单囊泡追踪 机器学习分类 膜相互作用