外泌体较有用的特性之一是它们穿过屏障(如细胞质膜和血/脑屏障)的能力。这使它们成为理想的诊疗传递分子。外泌体由于其天然的材料运输特性,固有的长期循环能力和出色的生物相容性而具有比较大的潜力成为药物递送载体,其适合于递送各种化学物质,蛋白质,核酸和基因诊疗剂。(1)外泌体作为小分子的药物传递载体:关于外泌体递送姜黄素,多巴胺,PTX和DOX等化学诊疗药物的报道已有充分文献记载。(2)外泌体作为蛋白质的药物递送载体:已经发现外泌体可递送多种蛋白质,例如酶,细胞骨架蛋白质和跨膜蛋白质。(3)外泌体作为核酸的药物递送载体:研究表明,外泌体天然的可以携带遗传(例如miRNA,siRNA)到靶细胞中,从而在生物学和致病过程中诱导遗传修饰。外泌体的这些特征已成为涉及遗传疗法和使用外泌体进行研究的主要策略。利用外泌体自身的物理化学性质所研发的各种市售的外泌体分离提取试剂盒也能达到分离效果。脑脊液外泌体蛋白质组学
外泌体的提取分离方法:1、PEG-base沉淀法:聚乙二醇可与疏水性蛋白和脂质分子结合共沉淀,早先应用于从血清等样本中收集病毒,现在也被用来沉淀外泌体,其原理可能与竞争性结合游离水分子有关。利用PEG沉淀外泌体存在不少问题:比如纯度和回收率低,杂蛋白较多(假阳性),颗粒大小不均一,产生难以去除的聚合物,机械力或者吐温-20等化学添加物将会破坏外泌体等,因此发表文章时易受质疑。2、试剂盒提取:近几年来,市场上已出现各种商业化的外泌体提取试剂盒,有的是通过特殊设计的过滤器过滤掉杂质成分,有的则采用空间排阻色谱法(SEC)进行分离纯化,也有的则利用化合物沉淀将法外泌体沉淀出来。乳液外泌体提取试剂盒分类尚未完全发现调节外泌体细胞结合的途径。
外泌体与免疫反应、病毒致病性、妊娠、心血管疾病、中枢的神经系统相关疾病和病症进展相关。由外泌体传递到受体细胞的蛋白质、代谢物和核酸有效地改变了它们的生物反应。这种外泌体介导的反应可以促进或阻止疾病。外泌体在调节复杂的细胞内通路方面的固有特性使其在许多疾病的诊疗控制方面具有潜在的用途,包括神经退行性疾病和病症。外泌体可被设计用于递送不同的诊疗有效载荷,包括短干扰rna、反义寡核苷酸、化疗药物和免疫调节剂,并具有将其递送到预期目标的能力。
超速离心是外泌体提取较常用的方法也被认为是金标准,主要是根据外泌体的沉降系数、大小和形状将其分离出来。首先4℃低速离心(300-500g,10min)去除死细胞以及细胞碎片,随后以较高离心速度(2000xg,10min)去除生物聚合物以及凋亡小体,然后用10000xg,30min离心去除大型囊泡,结尾以超速离心沉淀外泌体。通过悬浮以及重复超速离心去除外泌体沉淀中的非外泌体蛋白。超速离心法具有操作简单、不易被分离试剂污染、获得的外泌体数量较多等优点。但是此方法需要昂贵的超高速离心机,每次处理的样本量较小,费时,电镜鉴定时还发现外泌体易聚集成块,且上清中仍能检测到大型囊泡,纯度不高,另外高速离心会损伤外泌体影响下游实验。外泌体通过内体途径分泌到细胞外空间,并将各种生物活性分子(货物)转运至靶细胞。外泌体的膜同细胞一样,是磷脂双分子层。
外泌体的提取、纯化和鉴定:每一个外泌体研究者较初都要为外泌体的分离提取而烦恼。选择的分离方式是利用超速离心的方式分离外泌体,并且可以选用梯度密度离心法得到纯度更高的外泌体。另外利用外泌体自身的物理化学性质所研发的各种市售的外泌体分离提取试剂盒也能达到分离效果。提取的外泌体的鉴定方式主要是通过形态学(电子显微镜技术)、粒子大小以及标志蛋白等方式实现的。近来的研究发现外泌体在比较多生理病理上起着重要的作用,如免疫中抗原呈递、瘤子的生长与迁移、组织损伤的修复等。不同细胞分泌的外泌体具有不用的组成成分和功能,可作为疾病诊断的生物标志物。外泌体具有脂质双层膜结构,能比较好的保护其包被的物质,且能靶向特定细胞或组织,因此是一种比较好靶向给药系统。腹水外泌体融合实验外泌体的膜蛋白有可能与细胞膜蛋白作用,活跃细胞内通路。外泌体的提取分离方法:PEG-base沉淀法。宇玫博生物
外泌体的纳米球膜型结构由双层脂质形成。脑脊液外泌体蛋白质组学
外泌体的临床应用:间充质干细胞是目前较普遍使用的细胞类型,它具有自我更新,多向分化、分泌细胞因子和细胞外囊泡体、免疫调节、来源普遍等特点,在流感病毒的临床诊疗中取得了良好的成果。间充质干细胞来源外泌体与间充质干细胞有着相似的功能,包括修复与再生组织、阻止炎症反应及调节机体免疫,但外泌体相对于间充质干细胞又有许多优势。首先,间充质干细胞来源外泌体更稳定,更好保存,易于管理和控制,可以人为改变其内容物的种类和数量。其次,它们没有活细胞,不会像间充质干细胞那样可能会过多增殖而放大疗效或者病变导致疾病加重;另外,它有可能避免某些针对间充质干细胞的调控问题,间充质干细胞来源外泌体有代替间充质干细胞的趋势。脑脊液外泌体蛋白质组学
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