随着快递的推广应用，我们日常生活中的货物递送变得异常方便。有趣的是，科学家们发现，在细胞的世界里也有属于他们的“快递”，叫细胞外囊泡（Extracellular Vesicles，EVs）。EVs是一种脂质双分子膜包裹的小囊泡，就好像是细胞间进行远程通讯的一种快车 (Express Vehicle)。1983年科学家首次在绵羊网织红细胞中发现EVs，当时多数人认为它是细胞排出废物的一种方式。
然而，2007年，瑞典哥德堡大学的Lötvall实验室的研究则颠覆了以往的认知。研究者在小鼠和人肥大细胞系（MC/9和HMC-1），以及原代小鼠肥大细胞产生的外泌体中发现mRNA和microRNA，并且携带的RNA可以被递送至新细胞中发挥功能，实现细胞间的遗传信息交换，这一里程碑式的发现使EVs领域变得活跃起来。
近期的研究发现，EVs中可以携带蛋白质、核酸、脂类分子等生物活性成分，它可以将分子货物转移到受体细胞实现细胞间通讯，或用于排出代谢物废物。EVs在细胞间通讯中起到关键的信使作用，阐明EVs在疾病发生的机制中的作用，对于疾病的液体活检和治疗都具有重要的意义。
清华大学药学院尹航教授课题组最近的研究表明，天然免疫中Toll样受体9（TLR9）配体寡聚核苷酸（ODN）刺激巨噬细胞所分泌的EVs能够转移至受体细胞，扩大TLR9信号的激活；同时激活受体细胞中的Cdc42蛋白，以此增强受体细胞摄取EVs的能力。
这项发表在Science Advances杂志上的工作首次揭示了免疫细胞在Toll样受体激活条件下传递免疫免疫信号的分子机制，填补了EVs摄取过程中分子调节机制的空白。
Toll样受体（toll-like receptors, TLRs）是天然免疫中一类非常重要的模式识别受体，负责识别病原相关分子模式（pathogen-associated molecular patterns, PAMPs）以及损伤相关分子模式（danger-associated molecular patterns, DAMPs），从而激活下游的免疫反应。
TLRs通路的紊乱或失调会引起机体产生各类炎症反应或自身免疫性疾病，如系统性红斑狼疮、类风湿性关节炎等。已知在单个细胞水平上，单链核酸ODN可以激活TLR9，然而这种免疫激活是否能在细胞间传递却尚不可知。为了研究TLR9免疫刺激的转移，研究者利用了表达Cre基因的蓝细胞系（表达青色蛋白），以及表达LoxP基因的红细胞系（表达红色蛋白）组成的Cre-LoxP重组系统。
蓝细胞系在Transwell细胞培养系统中培养，该系统分为上下两层，中间由直径为400 nm的滤膜分隔开，滤膜可阻止蓝细胞系迁移但允许EVs游离至红细胞系的环境中。当红细胞摄入了分泌自蓝细胞含Cre-mRNA的EVs后，Cre重组酶会诱导产生Cre-LoxP重组，导致红细胞表达红色荧光的基因被切除，并开始表达绿色荧光的基因。
EVs介导细胞间天然免疫的原动力是什么？
为了探寻ODN增强受体细胞摄取EVs能力的分子机制，研究者针对对照组EVs （CTRL-EV）与免疫刺激后产生的EVs （ODN-EV）进行了蛋白质组学的分析，最终锁定了Cdc42蛋白。Cdc42蛋白为细胞分裂周期蛋白，属于Rho家族的小G蛋白，调控多种细胞功能相关的信号通路。
通过对cdc42的基因沉默以及蛋白的过表达实验，研究者确认了EVs中携带活化的Cdc42蛋白，并能够刺激受体细胞中Cdc42蛋白的表达与活化，以此增强受体细胞摄取EVs的能力。最后，研究者通过酶联免疫吸附测定以及荧光共聚焦成像等手段，证明了ODN-EV能够刺激受体细胞释放炎症因子TNF-α，进一步激活受体细胞中的Cdc42蛋白，从而阐述了ODN刺激供体细胞，并将炎症信号传递至受体细胞的分子机制。