外泌体/细胞外囊泡

THE ORIGIN AND PHENOTYPING OF EXTRACELLULAR VESICLES

Author: admin     Date: August 25, 2021

细胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)是一种由细胞释放到细胞外基质的膜性小囊泡,其粒径分布范围为30 nm~1 μm,它们通过膜上的蛋白质、脂类等信号分子,以及膜内包裹的内容物(神经递质、酶、激素和核酸等)在细胞之间的通讯和机体调控中发挥着至关重要的作用。根据分泌途径的不同,EVs主要分为外泌体(exosomes, 30~150 nm)和微囊泡(microvesicles, 100~1,000 nm)两大类。外泌体经由细胞内多泡体(multivesicular body, MVB)与细胞膜融合而释放,而微囊泡则是通过细胞膜包裹信号分子直接释放到细胞外。外泌体是健康细胞和癌细胞均可释放的小膜泡,广泛存在于人体的血液、乳汁、尿液以及唾液等多种体液中,其种类和数量与机体的生理状态息息相关。细胞来源的物质,如基因组DNA(脱氧核糖核酸)、各种RNA(核糖核酸)片段、蛋白质和脂质被封装入外泌体并释放到细胞外环境。重要的是,外泌体其可近距离或远距离将来源细胞的细胞质成分转移到其它细胞。一旦到达受体细胞,来源细胞的胞浆成分可以改变靶细胞的生物学功能。因此,外泌体有望成为新型的疾病诊断标志物、纳米药物载体、治疗制剂和药物作用靶标,在疾病的诊断和治疗领域具有非常广阔的应用前景。外泌体可以通过超速离心、过滤、以及其他方法从体液中分离,这提供了一个非常有吸引力的替代侵入活检用于诊断和监测癌症的非侵入方法。此外,外泌体研究在一般的治疗剂开发,特别是在药物递送平台方面提供了新的替代品。

1. 单个外泌体的多参数定量分析

由于外泌体粒径微小(30-150 nm)、异质性高,折射率低,生物标志物含量低,对其进行表征极具挑战性。纳米流式检测技术可以检测低至30 nm 的外泌体的散射光信号,荧光通道可以实现单个藻红蛋白分子的检测,并与背景完全区分。利用纳米流式检测技术可以建立外泌体的单颗粒水平多参数定量分析的标准方法,为流式检测外泌体开辟了蹊径,在疾病的诊断和治疗领域具有非常广阔的应用前景。

纳米流式检测技术无需标记即可在单颗粒水平实现外泌体的散射直接检测,从数据处理软件中可直接获得外泌体的粒径和浓度信息,同时可以检测单个外泌体颗粒的内源性或外源标记的荧光信号。

2. 疾病诊断

3. 纯化方法评估

选取目前市面上最常见的五种外泌体提取试剂盒,与超离的方法进行比较,通过粒径分布、颗粒浓度、回收效率、纯度以及表面蛋白标志物的表达情况等多方面进行综合比较。
从科学研究的角度出发,不考虑实际经济效益,超速离心法确实是目前分离外泌体的最佳方法,常用的试剂盒提取方法与超速离心还存在较大差距。实际上不同的纯化方法具有各自的优势和不租,研究人员应根据样品类型、下游分析和工作时间(如临床或实验室),在EVs回收率和纯度之间寻找平衡。

4. 药物载体

根据EVs的成分和来源,大致可将EVs药物载体分为两大类,一类是从细胞或基因工程细胞直接提取的EVs;另一类是后天修饰了药物或配体的EVs载体。

5. 外泌体与调控

6. 其他来源