外泌体产业化应用

Author: Mika Huang     Date: June 30, 2022

通用型载药平台的筛选

NanoFCM在Codiak核心竞争力平台(engEx™)的关键支架蛋白PTGFRN的开发和筛选中发挥了关键性作用。engExTM外泌体修饰平台的建立是基于两种支架蛋白的发现。在筛选支架蛋白时,细胞水平的流式分析无法得出有效的结论,ELISA的结果则无法证明支架蛋白在外泌体中是普遍存在的还是在某些亚群中集中表达。通过NanoFCM对单个外泌体中的蛋白进行定性分析和定量表征,从而筛选出在外泌体中高表达、均匀分布的支架蛋白PTGFRN 和BASP-1。

脂质体-外泌体融合载药

将包裹了抗肿瘤药物阿霉素的脂质体与定向改造过后表达CD47的外泌体混合诱导其发生融合,融合后的颗粒既有包裹阿霉素,同时表面也有CD47。NanoFCM不仅可以测定融合的效率,同时也可以提供融合颗粒表面CD47的表达情况。 NanoFCM为融合型药物提供全流程解决方案,评估初始原料的纯度和工程化修饰效果,优化融合条件,为融合效率的计算提供检测手段和数据支撑。

Adv. Sci. 2020, 7, 2000515.

外源性载药——牛奶外泌体

Chen et al.在JEV发表论文将牛奶外泌体重悬于硫酸铵溶液中建立质子梯度,通过超声和挤出的方法促进硫酸铵进入囊泡内腔。基于NanoFCM优化外泌体纯化条件和方法、硫酸铵浓度、处理时间、药物浓度等,最终实现阿霉素高效、主动的装载,装载效率高达83.6%。

J Extracell Vesicles. 2020;10:e12163.

外泌体核酸测定

外泌体携载的核酸分子在维持细胞稳态、调节免疫应答和调控肿瘤发展等过程中发挥着重要作用。结合SYTO 16核酸染料标记及酶处理策略,利用NanoFCM对外泌体中DNA分子的存在形式及分布特征在单颗粒水平进行了详细分析。外泌体运载的DNA分子主要为dsDNA;外部粘附DNA的外泌体粒径相对较小,而内部包裹DNA的外泌体粒径相对较大;经超速离心和SEC方法制备的外泌体样本中存在着大量与囊泡颗粒不相关的游离DNA分子。

J Extracell Vesicles. 2022;11:e12206

外泌体纯化方法比较

研究中基于NanoFCM对样本浓度、回收率和纯度等参数的表征,综合对比了超速离心(UC)、聚合物沉淀(Precipitation)、尺寸排阻加超滤(SEC+UF)和微流控(Exodisc)等纯化方法对多种体液及细胞上清中外泌体的分离纯化效果。鼓励研究人员需要综合考虑样品的来源、下游实验需求、成本和时间等因素,选择合适的外泌体纯化方法,在产率和纯度之间找到平衡。

J Extracell Vesicles. 2020;10:e12044.

癌症诊断
单EV水平上定量分析CD147的表达,此外蛋白质丰度与囊泡大小联系起来,发现不同细胞来源的CD147+ EVs大小有差别。 利用CD147+ EVs 作为结直肠癌的标志物,可以应用于结直肠癌的早期诊断,也可以实时追踪患者的术后恢复和复发情况。

ACS nano, 2018, 12(1): 671-680.

外泌体调控

选用星形胶质细胞作为模型研究电刺激对中枢神经系统的细胞外囊泡分泌的影响,通过水通道蛋白AQP4的特异性识别实现细胞外囊泡的有效标记。在不加电刺激时,AQP4阳性的颗粒分为两个群落,分别对应外泌体和微囊泡的粒径范围。电频率刺激对星形胶质细胞分泌的细胞外囊泡产生影响,低频率电刺激下,外泌体的分泌占主导,随着频率的提升,外泌体的分泌量降低,微囊泡的含量增加。在高频率电刺激下,微囊泡的分泌占主导。

DOI: http://dx.doi.org/10.1101/566448.

干细胞外泌体
干细胞来源的外泌体具有促进细胞再生、修复、抗衰老、且低免疫原性等优良特性,在再生医学领域广受关注。不管是在工业生产还是基础临床科学研究中,外泌体的质量控制都至关重要。目前中国研究型医院学会发起起草并制定的人多能干细胞来源的小细胞外囊泡和人间充质干细胞来源的小细胞外囊泡团体标准已于2022年1月1日正式实施,由厦门福流生物自主研发的纳米流式检测仪目前已经被纳入干细胞外泌体检测标准。