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什么是外泌体?

外泌体是由细胞分泌的直径为30~150nm的小囊泡,内含来源于细胞相关的蛋白质与核苷酸等生物分子,在细胞交流间起重要作用。具有减少细胞凋亡、减轻炎症反应、促进血管生成、抑制纤维化、提高组织修复潜力等重要生物学功能。其具有以下特征:

  • 典型的“杯托”形态
  • 内含的核苷酸包括DNA、mRNA、miRNA、lncRNA等
  • 几乎存在于所有的体液、组织及细胞间隙中
  • 几乎所有的细胞都能分泌外泌体
  • 不同细胞分泌的外泌体成分不同

外泌体有哪些功能?

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mRNA、miRNA等生物活性物质,在体内参与免疫应答、抗原提呈、细胞迁移、细胞分化、肿瘤侵袭、促血管新生等生理过程,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治疗手段,未来有可能作为药物的天然载体用于临床治疗。

如何分离外泌体?

外泌体的样本来源主要有细胞培养上清、血清/血浆、尿液、腹水、乳汁、脑脊液、唾液、滑液等,其中细胞培养上清、血清/血浆、尿液是最常见的来源。如果是使用细胞培养上清,要注意细胞培养中一定不能添加FBS。

外泌体分离方法有很多种,包括超速离心、过滤离心、密度梯度离心、免疫磁珠和商用试剂盒。但是这么多方法中,我们通常推荐选用超速离心法进行提取和分离,因为超速离心方法得到的外泌体不管是从得率还是纯度上都比较好。其他方法的特点如下:

1、过滤离心:得率比较低。

2、密度梯度离心:步骤繁琐,得率较低。

3、免疫磁珠:特异性比较高,得率较低。

4、商用试剂盒:价格高,效果一般。分离出的外泌体电镜和粒径效果差。

综合以上,超速离心法是目前价格适中、得率和纯度都能兼得的一种方法。

如何鉴定外泌体?

外泌体鉴定是进一步研究外泌体功能和机制的工作基础。目前的鉴定方法主要包括透射电子显微镜(TEM)进行形态学观察、纳米颗粒追踪分析(NTA)进行粒径和密度分析、用WB进行蛋白标志物的鉴定。WB鉴定包括CD63、CD9、CD81、TSG101、Hsp70、syntenin1等。


透射电镜图



纳米颗粒追踪分析



WB

如何研究外泌体?

外泌体的研究方向主要包括以下三个方面:

1、寻找疾病诊断和预后的分子标志物。

2、揭示疾病发病机制,从微环境角度解释细胞之间通讯促进疾病发生的原因。

3、外泌体作为药物载体,实现靶向给药。

针对寻找分子标志物,通常的研究思路如下:


针对疾病研究,常见的研究思路如下(以外泌体miRNA为例):




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