细胞释放包括外泌体在内的细胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）进行长距离通讯，需要其穿越细胞外基质（extracellular cellular matrix，ECM）。但是，EVs的尺寸通常大于ECM的网格尺寸，因此人们尚不清楚EVs如何穿过密集的ECM。

       近日，来自美国伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员使用藻酸盐水凝胶模型揭示了间充质干细胞（mesenchymal stem cell，MSC）源EVs在ECM中扩散和运输过程。

       间充质干细胞源EVs可以充当低免疫原性的药物载体，且通常存在于间隙基质区域中。海藻酸盐是不可降解水凝胶的简单且广泛应用的模型，能够模拟脱细胞ECM的机械性能。在藻酸盐凝胶的初步筛选中，研究人员观察到孵育24小时内释放了小的葡聚糖分子，较大的聚苯乙烯珠被困在水凝胶基质中。相比之下，尽管具有相似的粒径，EVs仍能够逃脱应力松弛水凝胶，优于人工聚苯乙烯珠。相同大小磷脂载体的释放程度不比EVs高，表明这种作用是EVs特异性的，并依赖于基质的机械性能，提示仅脂质膜不足以增强EVs转运，表面蛋白也可能参与该过程。
       为了理解水凝胶中EVs释放的机械敏感性，研究人员采用带反褶积的高速三维显微镜对不同条件下随时间变化的EVs传输进行可视化和量化。结果显示，刚性应力松弛矩阵中的EVs比软应力松弛矩阵中的EVs更快地逃离水凝胶网络。此外，坚硬的弹性模量可防止EVs逃离水凝胶笼，表明基质应力松弛是EVs从受限基质中逸出的关键因素。
       该研究首次揭示了EVs在复杂环境中的机械性能，提示外源整合水通道对人工脂质体行为的影响，为我们理解EVs通信过程和在生物基质中的生理作用提供了重要信息，可能有助于调节它们的组织分布和递送效率。