外泌體的來源與特征:外泌體是一種存在于細(xì)胞外的多囊泡體,通過細(xì)胞內(nèi)吞泡膜向內(nèi)凹陷形成,其大小均一,直徑為40-100nm,密度為1.10-1.18g/mL。外泌體可由間充質(zhì)干細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和肉瘤細(xì)胞等多種類型細(xì)胞主動分泌釋放。外泌體內(nèi)主要含有核酸、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等,可作為疾病診斷標(biāo)記物、調(diào)控靶細(xì)胞功能、參與細(xì)胞生物學(xué)活動等。例如:含有miR-140-5p的滑膜間充質(zhì)干細(xì)胞來源外泌體(SMSC-Exo影響軟骨組織再生;骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞來源外泌體攜帶的miR-196a可調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞分化促進(jìn)大鼠顱骨缺損的骨再生。外泌體作為核酸的藥物遞送載體。江蘇外泌體circRNA測序
超速離心是外泌體提取較常用的方法也被認(rèn)為是金標(biāo)準(zhǔn),主要是根據(jù)外泌體的沉降系數(shù)、大小和形狀將其分離出來。首先4℃低速離心(300-500g,10min)去除死細(xì)胞以及細(xì)胞碎片,隨后以較高離心速度(2000xg,10min)去除生物聚合物以及凋亡小體,然后用10000xg,30min離心去除大型囊泡,結(jié)尾以超速離心沉淀外泌體。通過懸浮以及重復(fù)超速離心去除外泌體沉淀中的非外泌體蛋白。超速離心法具有操作簡單、不易被分離試劑污染、獲得的外泌體數(shù)量較多等優(yōu)點(diǎn)。但是此方法需要昂貴的超高速離心機(jī),每次處理的樣本量較小,費(fèi)時(shí),電鏡鑒定時(shí)還發(fā)現(xiàn)外泌體易聚集成塊,且上清中仍能檢測到大型囊泡,純度不高,另外高速離心會損傷外泌體影響下游實(shí)驗(yàn)。外泌體通過內(nèi)體途徑分泌到細(xì)胞外空間,并將各種生物活性分子(貨物)轉(zhuǎn)運(yùn)至靶細(xì)胞。中科華瑞外泌體外泌體膜蛋白可以被蛋白酶剪切,剪切的碎片可以作為配體與細(xì)胞膜上的受體結(jié)合,從而活躍細(xì)胞內(nèi)的信號通路。
外泌體的提取分離方法:1、超速離心法(差速離心):超離法是較常用的外泌體純化手段,采用低速離心、高速離心交替進(jìn)行,可分離到大小相近的囊泡顆粒。超離法因操作簡單,獲得的囊泡數(shù)量較多而廣受歡迎,但過程比較費(fèi)時(shí),且回收率不穩(wěn)定(可能與轉(zhuǎn)子類型有關(guān)),純度也受到質(zhì)疑;此外,重復(fù)離心操作還有可能對囊泡造成損害,從而降低其質(zhì)量。2、密度梯度離心:在超速離心力作用下,使蔗糖溶液形成從低到高連續(xù)分布的密度階層,是一種區(qū)帶分離法。通過密度梯度離心,樣品中的外泌體將在1.13-1.19g/ml的密度范圍富集。此法獲得的外泌體純度較高,但步驟繁瑣,耗時(shí)。
胞外囊泡和外泌體的異質(zhì)性。細(xì)胞外囊泡的兩大類是胞外體和外泌體。胞外體通過質(zhì)膜出芽釋放,大小在50~1mm之間。外泌體起源于內(nèi)泌體途徑,通過形成包含ILVs的ESEs、LSEs,較終形成多泡體。當(dāng)MVBs與質(zhì)膜融合時(shí),外泌體釋放(尺寸范圍~40~160nm)。外泌體是一個(gè)高度異質(zhì)性的群體,具有獨(dú)特的誘導(dǎo)復(fù)雜生物學(xué)反應(yīng)的能力。外泌體的異質(zhì)性可以根據(jù)其大小、含量(載物)、對受體細(xì)胞的功能影響以及細(xì)胞來源來概念化。這些特征的不同組合導(dǎo)致了外泌體的復(fù)雜異質(zhì)性。外泌體的存在:外泌體幾乎存在于所有的組織、細(xì)胞間隙、體液中。
外泌體的提取、純化和鑒定:每一個(gè)外泌體研究者較初都要為外泌體的分離提取而煩惱。選擇的分離方式是利用超速離心的方式分離外泌體,并且可以選用梯度密度離心法得到純度更高的外泌體。另外利用外泌體自身的物理化學(xué)性質(zhì)所研發(fā)的各種市售的外泌體分離提取試劑盒也能達(dá)到分離效果。提取的外泌體的鑒定方式主要是通過形態(tài)學(xué)、粒子大小以及標(biāo)志蛋白等方式實(shí)現(xiàn)的。近來的研究發(fā)現(xiàn)外泌體在比較多生理病理上起著重要的作用,如免疫中抗原呈遞、瘤子的生長與遷移、組織損傷的修復(fù)等。不同細(xì)胞分泌的外泌體具有不用的組成成分和功能,可作為疾病診斷的生物標(biāo)志物。外泌體具有脂質(zhì)雙層膜結(jié)構(gòu),能比較好的保護(hù)其包被的物質(zhì),且能靶向特定細(xì)胞或組織,因此是一種比較好靶向給藥系統(tǒng)。免疫印跡或蛋白質(zhì)印跡是分析外泌體較常用的方法之一,其原理是外泌體上特異性抗原與抗體結(jié)合。杭州外泌體測序
一個(gè)推測的作用是外泌體可能從細(xì)胞中去除多余和/或不必要的成分以維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。江蘇外泌體circRNA測序
外泌體的相關(guān)成分:1、外泌體的膜同細(xì)胞一樣,是磷脂雙分子層。2、外泌體膜含有MHC-1/2蛋白,能綁定特異性的肽鏈。3、外泌體膜中有跨膜蛋白PGRL、LAMP1、LAMP2。4、外泌體膜中有膜轉(zhuǎn)運(yùn)融合蛋白annexins、RAN、GTPases。5、外泌體膜上有脂質(zhì)筏Chol、ceramide、SM、PC,限制膜流動,參與包括跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、物質(zhì)內(nèi)吞、脂質(zhì)及蛋白定向分選的多種功能。6、外泌體中含有核酸,包括miRNA、DNA、lncRNA、mRNA;同時(shí)還有一些蛋白、脂類也能被包裹到外泌體中。7、與外泌體產(chǎn)生相關(guān)的重要分子:Ral、ARF6、PLD2、RAB家族。8、一些物質(zhì)進(jìn)行外泌體中是特異性的:如hnRNPA2B1能結(jié)合lncRNA或miRNA特異性的序列(GGAG/CCCU),進(jìn)行主動包埋。江蘇外泌體circRNA測序
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