外泌体特指直径在30-150nm的囊泡,其主要来源于细胞内多囊泡体,经多囊泡体外膜与细胞膜融合后释放到胞外基质中。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和HSP90),本示踪病毒使用CD63作为生物标记,通过将CD63与荧光蛋白偶联,带荧光的膜蛋白会在表达至外泌体膜上,便于后续进行、观察内化或其他实验。慢病毒载体的构建原理就是将HIV21基因组中的顺式作用元件(如包装信号、长末端重复序列)和编码反式作用蛋白的序列进行分离。外泌体可以作为生物标志物来对疾病进行检测。外泌体研究思路
Vlassov等人发表的一篇外泌体的提取方法及组成的专利文献中介绍,通过终浓度为8%的PEG6000与生物体液共孵育14h后,10000xg离心1h,可将直径在30-150nm之间,且包含丰富RNA的外泌体沉淀下来。因此采用终浓度为8%的PEG6000沉淀血清中的外泌体,为了进一步纯化胎盘相关外泌体,将获得的包含外泌体的沉淀用PBS重新悬浮后,加入非线性蔗糖密度梯度层,10000xg超速离心5h,将分层液采用PEG6000进行2次沉淀。经过多次实验反复验证,确定同时表达外泌体标志蛋白分子及胎盘特异性蛋白分子的胎盘来源外泌体所在密度层。外泌体研究思路近些年关于外泌体研究很普遍。
由于这些胞外囊泡(EV)与生理和病理状况之间的关系,人们对EV的兴趣呈指数增长。EVs对新型诊断和临床转化有很大希望。近的研究已经将这些交流所需的一些任务归结为细胞外囊泡(如外泌体和微泡),主要参与髓鞘胶质细胞和神经元之间的相互信号传递从而促进神经元存活、由小胶质细胞介导的免疫应答、突触组装和可塑性。这种囊泡也被认为是神经变性疾病和脑病扩散的重要因素。这些细胞外囊泡功能为以前无法识别的神经系统内跨细胞相互作用增加了新方式。
细胞分泌外泌体的过程一般分为三个阶段:(1)质膜内陷,形成早期内吞小泡;(2)内吞小泡向内萌发成熟,形成多囊泡体;(3)多囊泡体与质膜融合,并释放出囊泡内容物,形成外泌体。外泌体具有独特的理化性质,其密度为1.13~1.19g/mL,由平均厚度小于5nm的双层脂膜所包裹,具有典型杯状形态,呈现为扁平球形。外泌体表面富含多糖链,其质膜主要由溶血磷脂酸、磷脂酰丝氨酸、胆固醇、神经酰胺和鞘磷脂构成,另有与细胞来源相关的部分特殊脂类。外泌体可携带蛋白质、核酸和脂质等生物活性大分子,其中主要为蛋白质,且大部分蛋白为所有来源外泌体所共有,只有小部分与其来源有关,为其分泌细胞的特有蛋白,能够反映分泌细胞的类型和生理病理状态。除此之外,外泌体可携带大量mRNA和miRNA等核酸,并将其运输到靶细胞,发挥相应的生物学功能。外泌体给后续实验产生了许多障碍。
通过对28例前列腺ai症患者和19例正常人尿液外泌体中的miRNA进行深度测序分析,发现两种miRNA(miR-196a-5p和miR-501-3p)在前列腺ai患者组明显下调,表明尿液外泌体中的特异性miRNA可能作为前列腺ai的新型生物标志物。Khurana等[100]将研究对象由miRNAs扩大至多种类型RNA,通过对慢性肾病患者尿液外泌体中各类RNA进行系统研究,在慢性肾病患者组中识别出30种明显差异的lncRNAs,表明尿液外泌体中的lncRNAs具有作为慢性肾病早期诊断标志物的潜力。Skotland等的研究则表明尿液外泌体中的脂质能够作为前列腺ai的新型标志物,3种脂质标志物结合使用能够有效提高对前列腺ai的诊断灵敏度(93%)和特异性(100%)。外泌体与各种疾病的相关性被检测出,特别是血液中释放的病细胞来源的外泌体。外泌体研究思路
利用外泌体将siRNA和抗药剂等运输到目标细胞中。外泌体研究思路
外泌体由于包含的内容物具有明显的组织特异性,为其能成为瘤早期诊断的生物标志物提供了重要保障。但目前对于外泌体miRNA、LnkRNA等的检测方法还不成熟,限制了外泌体用于疾病诊断中的应用。基于外泌体的诊断产品获得FDA批准上市,很大程度的增加了研发企业的信心。外泌体的异质性又决定了外泌体药物递送系统不能提供一个普适的递药策略,必须根据所传递治理物质的类型、目标组织的特点等进行针对性的进行策略调整。良好的生物兼容性、稳定性和内在靶向性等使外泌体在药物递送方向大有潜力。外泌体研究思路