NTA技术已被作为外泌体表征手段之一,相较于其他表征方式NTA技术的样本处理更简单、更能保证外泌体原始状态、检测速度更快。大致方法是:将分离的外泌体样本注入纳米颗粒追踪分析仪,用激光光束穿过样本,激光在腔室内与颗粒相互作用时会发生散射,通过装有摄像头的显微镜收集散射光,捕捉外泌体的布朗运动,实现颗粒可视化。然后使用Stokes-Einstein方程来测量粒子的平均速度,继而估算粒子的大小。NTA能够测量粒径10-1000nm之间的颗粒,包含了外泌体50-150nm的径粒范围,但是NTA鉴定需要大于0.5毫升的样品体积以及优化的数据收集和分析参数,另外,NTA比较难区分与外泌体具有相似布朗运动的蛋白质聚集体,因此无法排除其他物质的干扰。膜受体的识别是外泌体细胞反应的基础,它可能活跃受体并随后导致相关信号通路的活跃。外泌体染料
外泌体中常见的细胞质蛋白是Rabs蛋白,是鸟苷酸三磷酸酶家族的一种。它可以调节外泌体膜与受体细胞的融合,有文献报道称RAB4,RAB5和RAB11主要出现在早期以及回收的核内体中,RAB7和RAB9主要出现在晚期的核内体。现有大量的研究发现外泌体中含有40种RAB蛋白。除了RAB蛋白,外泌体中富含具有外泌体膜交换以及融合作用的膜联蛋白(包括膜联蛋白1、2、4、5、6、7、11等)。外泌体膜上富含参与外泌体运输的四跨膜蛋白家族(CD63,CD81和CD9))、热休克蛋白家族((HSP60,HSP70,HSPA5,CCT2和HSP90以及一些细胞特异性的蛋白包括A33(结肠上皮细胞来源)、MHC-Ⅱ(抗原提呈细胞来源)、CD86(抗原提呈细胞来源)以及乳凝集素。胞外囊泡-微泡超离法是较常用的外泌体纯化手段。
免疫印迹或蛋白质印迹是分析外泌体较常用的方法之一,其原理是外泌体上特异性抗原与抗体结合。首先对样品进行处理将囊泡裂解并将蛋白质变性,变性后,通过SDS-PAGE分离蛋白质,然后将其转移到硝酸纤维素膜或聚偏二氟乙烯(PVDF)膜上并暴露于针对目的抗原的抗体中。抗体特异性识别膜表面上的抗原,然后将膜暴露于第二抗体中。通过二抗的荧光标签或与二抗偶联的辣根过氧化物酶或碱性磷酸酶基团进行检测。常用的标记蛋白为CD63、CD81、TSG101和ALIX等。但是此方法的特异性和重复性会受到所用抗体质量的限制。
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。外泌体显示出了在诊疗各种疾病(如心肌病和神经病)方面的潜力。
Exosome,中文名外泌体,是一种能被大多数细胞分泌的微小膜泡,具有脂质双层膜结构,直径大约40-100nm。尽管外泌体较初在1983年就被发现,但人们一直认为它只是一种细胞的废弃物。然而较近几年,人们发现这种微小膜泡中含有细胞特异的蛋白、脂质和核酸,能作为信号分子传递给其他细胞从而改变其他细胞的功能。这些发现点燃了人们对细胞分泌膜泡的兴趣。2015年,随着精确医学概念的提出,越来越多的人开始关注如何能做到疾病的精确诊断和诊疗。外泌体作为一个新型的研究热点,由于它在体内存在的普遍性和获取的便捷性,已经成为了疾病诊断诊疗的潜在有效方式,在精确医学发展上有着光明的前景。外泌体可以包含不同类型的细胞表面蛋白、细胞内蛋白、RNA、DNA、氨基酸和代谢物。安徽血液外泌体
外泌体发挥功能:将细胞或组织中多余的或者有害的分子排除,这为研究生物标志物提供了可能。外泌体染料
外泌体分离的主要挑战之一是消除纳米级污染物,包括干扰外泌体标志物解析的游离核酸和脂蛋白。超速离心是目前分离外泌体的主要技术。尽管如此,它仍难以符合临床应用所需的标准,主要是由于该方法得到的外泌体纯度不足,产量较低,完整性欠佳且分离纯化操作耗时长。其他方法,例如基于聚乙二醇(PEG)的沉淀,磷脂酰丝氨酸亲和捕获,尺寸排阻色谱法和膜亲和捕获,近年来已经出现在特定的应用中,但是只适用于特定场景。近来,非对称流场-流分离方法已被用于从细胞和瘤子培养基中高分辨率地分选EV亚群,但其通量受到繁琐的样品制备程序的影响。单一分析耗时的过程也限制了其普遍的应用。因此,目前亟需开发创新技术以提高外泌体分离纯化的效率,纯度,产量,速度和耐用性。基于超滤的技术提供了潜在的有前途的替代方法,但它们也有缺点。在切向流过滤中,使进料流平行于多孔膜流动,以避免堵塞。然而,尽管已实现使用切向流过滤从大量条件细胞培养基中浓缩外泌体,但受制于其一次性模块的成本高,高剪切应力,难以处理小体积样品等因素而难以应用于临床分析。外泌体染料
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