外泌体可由体内多种类型细胞（网织红细胞、肿瘤细胞、间充质干细胞、上皮细胞、免疫细胞等）分泌。外泌体也存在于多种体液（血液、尿液、唾液、脑脊液和母乳等^[1-2]）中。外泌体直径约30~150 nm，透射电子显微镜下其外形呈浅碟状，由脂质双分子层包绕，可保护内容物在转运过程中免遭酶的水解，为外泌体稳定地转运生物活性因子至受体细胞提供保障^{[1, 3-4]}。

外泌体中的生物活性因子主要包括蛋白质、核酸、脂质等，因其来源的细胞不同而存在差异^[2]。外泌体含有丰富的蛋白质，包括抗原提呈类蛋白（MHC-1等）、四分子交联家族成员蛋白（CD81、CD63、CD9等）、热休克蛋白（HSP70）、内体蛋白分选转运装置结合蛋白（Alix），此外还有细胞骨架蛋白、膜转运与融合蛋白、信号转导蛋白等。其中CD81、CD63、CD9、HSP70以及Alix是外泌体的标志蛋白，常用于外泌体鉴定^{[1-2, 5-6]}。外泌体的核酸组分有DNA、mRNA、microRNA（miRNA）、lncRNA等。miRNA是外泌体内最主要的RNA组分，外泌体可通过转运miRNA参与受体细胞基因转录后调控，影响受体细胞的生物学功能^[7]。

近年来研究发现外泌体可通过传递与DNA甲基化或去甲基化相关的生物活性因子来影响受体细胞DNA甲基化状态，参与肿瘤的发生发展、组织再生、免疫调节以及器官形成等。本文对外泌体调控受体细胞DNA甲基化的研究进展作一综述。

1 DNA甲基化与去甲基化

表观遗传学是指在细胞内DNA序列不发生改变的情况下，基因的表达与功能发生变化，并产生稳定的可遗传表型。表观遗传学的研究主要包括基因选择性转录表达的调控与基因转录后调控，其中DNA甲基化是基因选择性转录表达调控的重要组成部分^[8-9]。在哺乳动物中，DNA甲基化是一个动态变化的过程，随内在与外界环境的变化而变化^[10]。DNA甲基化一般发生在富含胞嘧啶-磷酸-鸟嘌呤位点（CpG岛），经DNA甲基转移酶（DNA methyltransferase，Dnmt）催化后CpG岛中的胞嘧啶转化为5-甲基胞嘧啶（5-methylcytosine，5mC），从而抑制基因表达^[9]。而DNA去甲基化则诱导基因重新表达，分为被动去甲基化与主动去甲基化。DNA被动去甲基化是指DNA在连续多次复制过程中，不能维持DNA甲基化模式，致使5mC丢失的过程。DNA主动去甲基化则指不依赖于DNA复制，受酶的催化5mC转化为未甲基化的胞嘧啶的过程^[11-13]。

哺乳动物体内主要存在3类Dnmt：Dnmt1、Dnmt2、Dnmt3（Dnmt3a、Dnmt3b）^{[10, 14]}。Dnmt1可使CpG岛中半甲基化的位点发生完全甲基化，参与DNA复制期间DNA甲基化状态的维持。Dnmt3a、Dnmt3b主要参与从头甲基化，可使CpG岛先发生半甲基化，再发生完全甲基化^[8]。

DNA主动去甲基化涉及多种通路与相关因子和酶^[13]。其中10-11易位家族蛋白（ten-eleven translocation，TET）在DNA去甲基化中的作用引起了学者的关注。TET家族蛋白有3个成员，分别为TET1、TET2、TET3，均属于α-酮戊二酸（α-Ketoglutaric acid，α-KG）和Fe²⁺依赖的双加氧酶。TET家族蛋白可氧化5mC，使其转化为5-羟甲基胞嘧啶（5-hydroxymethylcytosine，5hmC）^{[11-12, 15]}，参与个体的生长发育^[16]。

外泌体内含多种与表观遗传学相关的生物活性因子。一方面，外泌体通过转运这些生物活性因子至受体细胞，参与调控受体细胞DNA甲基化状态，影响受体细胞的生物学功能；另一方面，细胞本身DNA甲基化状态变化也会影响外泌体分泌或引起外泌体成分改变^[17-18]。

2 外泌体调控受体细胞DNA甲基化与肿瘤

来源于肿瘤细胞的外泌体可通过改变受体细胞DNA甲基化状态，参与肿瘤的发生发展，甚至影响肿瘤的预后。BCR-ABL1融合基因是经典的慢性髓系细胞白血病发病的必要条件。白血病细胞系K562分泌的微囊泡（K562-MVs）内含BCR-ABL1，将其转运至造血干细胞后，造血干细胞表型发生恶性转变；探究其机制发现，K562-MVs可转运某种非编码RNA至造血干细胞，使胞内Dnmt3a、Dnmt3b mRNA及蛋白质水平升高，DNA甲基化水平也随之上升，抑癌基因P53及RIZ1启动子区高度甲基化，致癌基因Myc高表达，促使造血干细胞转变为白血病细胞，最终导致白血病发生^[19]。

近来研究表明，癌症发生耐药的机制与癌细胞分泌的外泌体密切相关，有学者^[20]利用小鼠卵巢癌模型，发现卵巢癌细胞系SKOV3分泌的外泌体（SKOV3-exo）内含高水平的Dnmt1，是卵巢癌患者在化疗过程中出现顺铂耐药的重要原因。当抑制SKOV3分泌外泌体后，接受化疗后SKOV3凋亡率明显上升，卵巢癌小鼠预后改善。

此外，调控受体细胞DNA甲基化也会影响其外泌体的功能。用Dnmt抑制剂（地西他滨）处理肺癌细胞后，肺癌细胞DNA甲基化水平下降，其释放的外泌体内抑癌基因miR-512、miR-373表达水平上升，下游靶基因TEAD4、RelA、PIK3CA mRNA水平降低，肺癌细胞对化疗药物顺铂的敏感性增强^[21]。利用地西他滨处理结直肠癌转移灶细胞系SW620后，基因组DNA去甲基化水平提高，其分泌的外泌体内上皮细胞标志性基因miR-200c、miR-141表达水平显著上升，癌细胞表型向上皮细胞转化，迁移和侵袭能力随之下降，癌症预后显著改善^[22]。

3 外泌体调控受体细胞DNA甲基化与组织再生

间充质干细胞因其优越的生物学性能（多向分化、自我更新、免疫调节等）成为极具应用前景的干细胞源^[23-24]。近来研究^[25-26]发现，间充质干细胞主要是通过旁分泌途径促进受损组织再生或发挥免疫抑制与抗炎功能。而在间充质干细胞旁分泌途径中外泌体发挥着重要作用。

系统性红斑狼疮是一种累及多种脏器的自身免疫性疾病，常引起骨质疏松，导致骨折频发。将正常鼠的骨髓间充质干细胞外泌体（exosomes derived from bone marrow mesenchymal stem cell，BMMSC-exo）通过尾静脉回输至Fas基因敲除的系统性红斑狼疮小鼠后，小鼠骨质疏松症状明显改善。体外提取系统性红斑狼疮小鼠骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BMMSCs），与正常鼠的BMMSC-exo共培养，其成骨能力均显著提高。探究其作用机制后发现，正常鼠的BMMSC-exo可将Fas传递至系统性红斑狼疮小鼠BMMSCs，下调胞内miRNA-29水平，继而上调Dnmt1水平，使得Notch基因启动子区高甲基化，成骨能力提高，最终改善小鼠骨质疏松症状^[27]。

此外，最新研究^[28]报道BMMSCs的DNA甲基化状态异常可影响外泌体分泌，最终损害骨组织形成。将小鼠的TET1与TET2基因敲除（Tet DKO）后，micro-CT显示小鼠骨密度降低，骨皮质厚度及骨小梁面积明显减少。而在体外试验中，Tet DKO BMMSCs外泌体分泌减少，胞内5hmc水平下降，与外泌体分泌相关基因P2rX7启动子区高度甲基化，Tet DKO BMMSCs成骨向分化能力减弱。利用携带P2rX7病毒转染Tet DKO BMMSCs，使P2rX7在胞内过表达，可发现Tet DKO BMMSCs外泌体分泌增多，成骨能力增强，骨组织形成增多。

4 外泌体调控受体细胞DNA甲基化与免疫调节

在脂肪组织中，αKG通过TET蛋白家族介导的DNA去甲基化，将脂肪组织的新陈代谢活动与表遗传学变化紧密联系在一起。褪黑素分泌失调可使脂肪细胞中αKG水平下降，脂肪组织发生代谢性炎症反应，大量巨噬细胞浸润。用褪黑素预处理脂肪细胞后，脂肪细胞分泌的外泌体（ExosMT）内αKG水平上调。而将ExosMT与M1型巨噬细胞共培养后发现，外泌体可转运αKG至M1型巨噬细胞，上调巨噬细胞内TET1、TET2、TET3 mRNA及蛋白表达水平，DNA去甲基化水平上升，5hmC含量提高，巨噬细胞由M1型向M2型转化。提示外泌体可通过转运αKG至巨噬细胞，介导DNA甲基化状态变化，调节脂肪组织的炎症反应^[29]。

5 外泌体调控受体细胞DNA甲基化与器官形成

上皮和间充质的相互作用对于体内多种器官的正常发育至关重要。在胚胎发育早期，口腔深部间充质诱导基底细胞增生，形成芽状上皮，唾液腺开始发育。

DIP2B（disco-interacting protein 2 homolog b）含有DNA甲基转移酶相关蛋白1结合位点，可调控DNA甲基化，影响器官发育及形成。在下颌下腺发育过程中，下颌下腺间充质分泌的外泌体，可传递miR-133b-3p至唾液腺上皮细胞内，下调上皮细胞中DIP2B的表达水平，降低上皮细胞DNA甲基化水平，促使下颌下腺上皮细胞增殖，形成正常的上皮形态，从而保证下颌下腺正常发育^[30]。

综上所述，DNA甲基化与去甲基化动态交替决定着个体生长发育过程中多种器官形成、炎症调节以及疾病的发生发展，外泌体可参与调控机体DNA甲基化状态，但两者之间的关系仍有许多方面需深入研究。（1）外泌体传递相关生物活性因子至受体细胞后，通过何种机制调控受体细胞DNA甲基化状态，在调控受体细胞基因、蛋白表达上扮演何种角色以及最终如何影响受体细胞功能尚不明确。（2）由于体外实验不能完全模拟体内微环境，且在实验过程中极有可能存在多种混杂因素，因此通过体外试验研究发现的外泌体发挥作用的信号通路、靶基因及蛋白，乃至靶细胞等并不能得出明确定论，还需继续研究。（3）表观遗传学除了DNA甲基化外，还涉及组蛋白修饰、染色质重塑等基因选择性转录表达的调控，亦存在基因转录后调控（miRNA、lncRNA调控等）途径，这些过程在体内相辅相成，因此研究外泌体传递生物活性因子调控受体细胞DNA甲基化状态需要向其他方面拓展来探究其复杂的关系。