发现
1987 年，Johnstone 等在研究网织红细胞的发育时，从其培养上清液中分离纯化了一种囊泡状物质，并命名为外泌体 (exosomes)，它来自于多泡体(multivesicular body, MVB)，是多泡体限制性膜与细胞质膜融合而释放的脂质双层膜囊泡，直径约30~100 nm，电子显微镜下外泌体呈独特的杯状结构。在被发现后的相当长的一段时间里，外泌体仅仅被当做是细胞向外排出废物的载体。但随着外泌体内容物逐渐被人们了解，尤其是功能性蛋白、mRNA 及微小RNA (microRNA, miRNA) 的发现，使得外泌体成了最近的研究热点。
形成与组成
外泌体可以通过细胞外刺激、微生物攻击和其他应激条件的诱导等而生成。在刺激作用下，细胞内溶酶体微粒内陷形成MVB，其与细胞膜融合，向胞外分泌大小均一的囊泡，即是外泌体，但其形成与分泌的具体分子机制还需进一步的探讨。
目前普遍的观点认为，异于普通微泡直接由细胞出芽脱落生成，外泌体的形成始于细胞内陷形成早期内体(early endosome)，随后在内体转运复合体(endosomalsorting complex required for transport, ESCRT) 及一些相关蛋白的调控下，早期内体内出芽形成多个腔内小囊泡构成的MVB，后者最后在GTP 酶家族中的RAB酶的调节下与细胞膜融合向外界分泌腔内囊泡，即外泌体。
外泌体是一类纳米级的膜性囊泡，在透射电镜下呈现双凹碟形或杯状形态，直径为30~150 nm，密度为1.13~1.19 g/mL。含 mRNAs、miRNAs、蛋白质及脂类物质等，并且膜上也有信号分子(CD63、CD9等)。其中的核酸能够通过外泌体与靶细胞膜的融合被受体细胞吸收，控制受体细胞的蛋白表达或激活信号通路。
人体内几乎各类细胞均可分泌外泌体，并富集到体液中，如血液、乳汁、尿液和唾液等。截至目前，外泌体中已发现有9769种蛋白质、3408 种 RNA、2838 种 miRNA 及1116种脂类物质。外泌体在肿瘤微环境中含量尤其丰富，与肿瘤的发生发展、免疫逃逸、微环境建立密切联系。
1996年，Raposo等在研究EB病毒转染的人B细胞时发现，一些有膜结构的小囊泡表面表达的主要组织相容性复合体II类分子(major histocompatibility complex II, MHC-II) 能激活 T细胞并在体内起到抗原递呈作用。这些小囊泡的形成过程和排出途径与红细胞外泌体相似。
目前普遍认为的外泌体所共有的蛋白包括热休克蛋白、四跨膜蛋白家族、多囊泡胞内体产生相关蛋白(ALIX、TSG101等)、GTP酶RAB家族等，这些成分多与外泌体的形成与起源有关。此外，2007年，Valadi等在鼠和人的肥大细胞中首次证明了外泌体中mRNA和miRNA等RNA的存在，并发现mRNA可在靶细胞中翻译成蛋白质，且随后的一大批外泌体研究发现了更多种类的miRNA。
还有文献报道在微泡中检测到反转录转座子RNA转录物、单链 DNA、线粒体 DNA 和癌基因扩增子(cmyc) 。不仅如此，Thakur 等在研究白血病、结肠癌、黑色素瘤、乳腺癌、肺癌、前列腺癌、胰腺癌等多种来源的癌细胞外泌体时，还发现其中含有稳定的双链 DNA，提示其可能成为潜在的癌症诊断的生物标志物。
外泌体的功能
近年来，越来越多的研究表明，外泌体在肿瘤诊断、迁移生长、组织损伤修复、免疫抗原呈递及神经退行性疾病中起着极其重要的作用。Belov 等将已知的肿瘤表面标志物固定于芯片上，通过抗体芯片分别检测细胞与血浆中外泌体标志物，约 40% 的癌细胞表面标志物在囊泡表面体现，说明抗体芯片检测外泌体表面蛋白有望应用于肿瘤诊断。
有研究发现，细胞表面蛋白多糖磷脂酰肌醇聚糖 -1 (GPC1) 在胰腺癌个体血液外泌体中含量丰富，GPC1 阳性的循环外泌体 (GPC1 +crExos) 在该项研究中能以 100% 的准确率和敏感性诊断出早期与晚期胰腺癌 ；而在临床应用前，建立稳定的外泌体分离方法和大规模样本的验证还有待进行。
随着对外泌体所含功能性蛋白、mRNA及 miRNA 等成分的研究，外泌体在体内信号转导中的作用也逐渐被认识，它们在心血管疾病、神经系统疾病及肿瘤的诊断、治疗等中都扮演着极其重要的角色。同时，外泌体作为疾病治疗药物运送载体的研究也在不断发展。
如何提取及鉴定外泌体
尿液中提取外泌体：
1.尿液标本收集：收集上述研究对象晨尿30ml ，离心后弃去沉渣，留取尿液上清， -80℃ 储存，用于后续提取外泌体。
2. 尿外泌体的提取：将上述尿液上清解冻并离心，取 10ml 尿液上清进行外泌体的提取，提取方法按 ExoQuick 试剂（ System Biosciences 公司）说明书进行。
3.外泌体RNA的提取：尿液外泌体RNA的提取采用miRNeasy Serum/Plasma Kit试剂盒（ QIAGEN公司），根据试剂盒说明书的操作步骤进行RNA的抽提，所得总RNA经浓度测定后用于RT-PCR。
当前，寻找尿液中标志物来早期发现或诊断前列腺癌是国内外研究的热点，以期减少或替代创伤性检查。前列腺癌肿瘤标志物一直是前列腺癌研究的一个重点，到目前为止，用的最多还是前列腺特异性抗原（PSA），但光靠这个经典指标或多或少存在敏感性不高，假阳性率和假阴性率过高的问题，无法取代前列腺穿刺活检。
液体活检领域是一个很有潜力的领域。随着研究发现的不断积累，越来越多的疾病将可以使用体液检测来实现诊断和监控。液体活检主要包括血液中的循环肿瘤细胞、游离 DNA 、外泌体等。
其中外泌体发现比较新，虽然发展迅速，但医院还未见外泌体的诊断试剂盒出现。最新研究表明，尿上清中有大量从癌细胞分泌出来的外泌体，这些外泌体含有大量 RNA 或 DNA 标记物。因此，检测尿液中外泌体 DNA 或 RNA 标记物有望为前列腺癌的诊断提供一个新方法。
血清外泌体的分离
血清预处理：将-80 ℃冻存的血清样本解冻后通过 0.22 μm的滤膜过滤。过滤后的血清样本于 4s℃以 3000g 离心 10 min，去除样本中的细胞碎片；将上清液转移至新的离心管中，于 4 ℃ 以 10000g离心 10 min，进一步去除样本中的杂质和较大的细胞外囊泡，取上清液。然后将经过预处理的血清样本分为两份，一份用于外泌体提取，一份用于血清蛋白质组样本提取。
外泌体分离：将一份经过预处理的血清样本按照血清样本、磷酸盐缓冲液（PBS，配制方法：8g 氯化钠、0.2 g 氯化钾、1.44 g 磷酸氢二钠、0.24g磷酸二氢钾、1L纯水，盐酸调 pH 至 7.4）、Blood Pu-reEｘO Solution （体积比为 1:3:1）混合，涡旋振荡混匀 1min后置于 4 ℃静置2 h。
静置后将上述混合液于4 ℃以10000g 离心60min，弃去上清液，并取适量 PBS 重悬沉淀，并将重悬液于4 ℃以 12000g离心 2min，取上清液，重复 2～3 次，获得的上清液为外泌体粗制剂。
将收获的外泌体粗制剂转移入Eｘosome Purification Filter柱上室中，于 4 ℃ 以3000g离心10min，离心后收集柱管底液体，即为纯化后的外泌体溶液，将其置于-80 ℃下保存直至使用。
取部分分离得到的血清外泌体，加入相同体积的RIPA 裂解液和 1% （体积分数）的 1000 mmol／ L PMSF 蛋白酶抑制剂，混匀后置于冰上裂解60min，于4 ℃以10000g 离心5min后取上清液，即为外泌体蛋白质溶液。
各种外泌体提取技术及其原理和优缺点详见表 1。
外泌体的鉴定
由于现存的分离技术是基于外泌体的大小、结构和一些膜蛋白的捕获，很难完全将其与其他囊泡和大分子蛋白质复合体区分开，这便需要对其进行鉴定。
外泌体的鉴定主要依赖形态学特征、纳米颗粒示踪分析检测颗粒大小、蛋白质印迹技术和流式细胞技术分析外泌体标志性蛋白 (CD9、CD63、CD81、HSP90 等 ) 。
外泌体常见鉴定方法优缺点详见表2。
展望与总结
考虑到外泌体的异质性和性能的细微差异，许多激动人心的外泌体分离新技术 ( 包括微流体、nanointerfaces、电渗析、免疫亲和捕捉后洗脱等 )仍在探索中。此外，今天认为是“金标准”的方法可能需要进一步优化，如基于密度梯度浮选动力学的超速离心法无法分离更多不同物理性质、不同表面标记和不同生物起源 (Rab-dependent 相比 Rab-independent)的外泌体。
超速离心法的速度/离心力、温度、时间等条件优化还可影响外泌体的性能。总之，作为研究外泌体生物学特征和医学应用的重要基础，外泌体的分离技术和后续鉴定方法仍有待不断完善。
外泌体最初被认为只是细胞的“垃圾袋”，用于清楚不必要的成分，这导致与其相关的研究沉寂了二十多年。直到2007年，Valadi等首次报道外泌体也含有核糖核酸，并对其组成和功能进行了深入的研究，使得外泌体成为生命科学研究领域的热点。
现如今我们知道，外泌体携带着其来源细胞的各种分子成分，包括蛋白质、脂质、信使RNA和非蛋白质编码小分子核糖核酸（miRNA）等，可以在细胞间转移，因此被视为细胞间通信的一种重要模式。
越来越多的证据表明，癌症衍生的外泌体可以转移致癌活性并调节血管生成、免疫和转移，以促进肿瘤的发生和发展。外泌体作为细胞间信息传递的载体，存在于各种体液中，尤其是在疾病标志物筛选中起了重要的作用。因此，外泌体是一种极具潜力的非侵入性癌症筛查、癌症进展评估和治疗反应监测的生物标志物。
外泌体作为疾病的生物标志物具有广阔的临床应用前景。尽管，目前外泌体分离检测技术的研究水平得到提高，但并没有一种可以通用于所有疾病的检测方法。
在对临床样品进行检测时，减小正常细胞分泌的外泌体对疾病特异性外泌体的干扰，是目前需要解决的问题；同时疾病特异性外泌体及其携带的内容物也可能会存在异质性，同样也可能影响分析结果。
因此，选择合适的外泌体检测方法及适合的外泌体标志物是至关重要的。相信随着技术的进步及研究水平的提高，外泌体的检测方法会有新的发展，这将更有助于研究外泌体的生物学意义，为外泌体在临床中广泛应用提供依据。
