外泌体——小囊泡产生大作用
 

1987 年，Johnstone 等 ^[1] 在体外培养的绵羊红细胞的上清中发现了一种有膜结构的小囊泡，并命名为外泌体（exosomes），但当时大家一直把它当作细胞的废弃物，没有得到研究人员的重视。后经研究发现，B 细胞分泌的外泌体中携带了主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC）类分子，可以激活 T 细胞，并参与机体的免疫应答  ^[2]，科学家们才重新认识外泌体。
 

外泌体是来源于具有内吞作用的细胞外囊泡（EV），直径在 30～150 nm 的纳米级大小的膜融合形成的双层囊泡样结构，内含核酸（DNA、mRNA、microRNA、lncRNA 等）、蛋白质、脂质等生物大分子，表面具有特定的分子标志，如 CD9、CD63 和 CD81 等 ^[2]。大多数细胞都会分泌外泌体，如 T 细胞、B 细胞、树突状细胞、血小板、神经元和上皮细胞，它们参与了多种细胞功能。随着对外泌体所含功能性蛋白、mRNA 及 miRNA 等成分的深入研究，外泌体在体内信号转导中的作用也逐渐被认识，它们在心血管疾病、神经系统疾病及肿瘤的诊断、治疗，液体活检等都扮演着极其重要的角色。除了在疾病诊断方面，外泌体的应用还包括各种生物医学领域，包括药物输送、无细胞疫苗开发和再生医学。

 

图 1 外泌体结构及分子组成示意图
 

近年来，随着肿瘤研究的深入，肿瘤细胞分泌的外泌体携带宿主肿瘤特异性的蛋白质，mRNA、microRNA 等，外泌体可以转移这些肿瘤来源的特异性物质，通过多种调节途径，促进肿瘤细胞的增殖、转移、侵袭和肿瘤血管的生成等 ^[3]。外泌体这一类几乎存在于人体所有体液中，包括血液、脑脊液、尿液、唾液等，且体积小，容易穿过各种屏障，在多种体液中稳定存在，且易于获取，对患者取样损伤小等优势，成为液体活检和肿瘤诊断的理想生物样本。然而，它们的小尺寸 (通常小于 150nm 的直径) 与多种其他生物分子混合在一起，导致其分离纯化困难，使其研究具有挑战性。

MACS^®技术——简单三步实现 EV 分离
 

传统的外泌体分离主要采用超速离心法联合密度梯度离心，利用密度差异来分离。但是该方法存在耗时长，铺设密度梯度操作繁琐，对实验人员要求高，批次稳定性差等问题。如何准确及高纯度提取外泌体，让外泌体的制备流程标准化，成为了人们关注的热点。美天旎利用外泌体表面常见的四次跨膜蛋白 CD9、CD63 和 CD81，研发出专用于 EV 分离的试剂盒，可轻松分离 EV。该技术的核心在于三个重要部件：

i.  与抗体偶联的纳米级超顺磁化 MACS 磁珠，可特异性地检测细胞或 EV 表面的特定表位

ii. MACS 分选器

iii.  可产生强磁场的 MACS 分选柱

简单三步从细胞培养上清或体液（如血浆、尿液或腹水）实现快速 (< 2 小时) 轻松地分离外泌体，无需超速离心。

 

外泌体分析新突破
 

EV 体积较小，分离纯化后的 EV，传统检测方法通常采用（1）Western Blot（WB）鉴定外泌体表面标志物；（2）透射电镜（TEM）鉴定外泌体形态；（3）粒径分析（NTA）鉴定外泌体大小，难以利用标准流式细胞术进行分析，阻碍了该领域的发展。美天旎研发出可同时检测已知存在于不同 EV 上的 37 种表位 MACSPlex 外泌体检测试剂盒，使用多种不同荧光标记的磁珠群体，通过流式细胞术来区分。MACSPlex 外泌体捕获磁珠群体种的每个磁珠均可与特异性抗体偶联，这些抗体分别结合于不同的外泌体表位，轻松进行蛋白表达谱分析 (图 2)。

 

图 2：使用 CD9、CD63 或 CD81 外泌体分离试剂盒，和超速离心法或免疫磁珠分离从血浆中分离的 EV 的表面标志物蛋白表达谱比较。CD63 分离的 EV 信号最强，其次是 CD81 和 CD9，超速离心法分离的 EV 只显示出微弱的荧光信号，数据以 APC 信号强度的中间值表示。REA 和 mIgG1 表示同型对照磁珠。

如果你是外泌体研究的小白或正苦于没有办法获得理想的外泌体研究者，快来试试美天旎科学家们给你带来的外泌体研究的好助手。

 

[1] Johnstone RM, Adam M, Hammond JR, et al. Vesicle formation during reticulocyte maturation. Association of plasma membrane activities with released vesicles (exosomes)[J]. J Biol Chem, 1987, 262(19): 9412-9420.

[2] Melo SA, Luecke LB, Kahlert C, et al. Glypican-1 identifies cancer exosomes and detects early pancreatic cancer[J]. Nature, 2015, 523(7559):177-182.

[3] Boriachek k, Islam M N, Moller A, et al. Biological function and current advances in isolation and detection strategies for exosome nanovesicles[J]. Small,2017,14(6):1702153

 

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