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。超速离心法,这是目前外泌体提取较常用的方法。复合外泌体
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、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。海洋生物外泌体芯片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。
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。
外泌体携带大量特异性的蛋白质(如细胞因子、生长因子)以及功能性的mRNAs、miRNAs等生物活性物质,在体内参与细胞通讯、细胞迁移、促血管新生和抗瘤子免疫等生理过程,与多种疾病的发生和进程密切相关。由于外泌体的特殊结构和功能,使得它具有潜在的应用价值,一方面可以作为诊断多种疾病的生物指标,另一方面也可以作为诊疗手段,未来有可能作为药物的天然载体用于临床诊疗。外泌体研究,应选用血浆还是血清?答:血清是血液凝固之后收集的液体,所以其中少了纤维蛋白原,凝血因子,以及多了比较多凝血产物。纤维蛋白原可转化为纤维蛋白,具有凝血功能。在凝血过程中血小板会分泌大量的外泌体,有研究发现血清中有接近50%的外泌体来自额外的分泌。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。超离法是较常用的外泌体纯化手段。
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。通过临床数据分析显示外泌体整合素可作为预测肿细胞转移的部位倾向性的诊断指标。外泌体机制研究套路
外泌体属于胞外囊泡类,除了外泌体之外细胞还分泌微泡以及其它的膜囊泡。复合外泌体
外泌体的提取分离方法:1、超滤离心:由于外泌体是一个大小约几十纳米的囊状小体,大于一般蛋白质,利用不同截留相对分子质量(MWCO)的超滤膜对样品进行选择性分离,便可获得外泌体。超滤离心法简单高效,且不影响外泌体的生物活性,是提取细胞外泌体的一种新方法。2、磁珠免疫法:外泌体表面有其特异性标记物(如CD63、CD9蛋白),用包被抗标记物抗体的磁珠与外泌体囊泡孵育后结合,即可将外泌体吸附并分离出来。磁珠法具有特异性高、操作简便、不影响外泌体形态完整等优点,但是效率低,外泌体生物活性易受pH和盐浓度影响,不利于下游实验,难以普遍普及。复合外泌体
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