高通量全自动外泌体捕获及评价研究文献综述

 2022-11-03 22:11:12
  1. 文献综述（或调研报告）：

越来越多的证据表明，细胞外囊泡（EV）可能构成一种新的信号，使得人们对EV的科学和临床研究产生很大兴趣。EV由大多数细胞分泌，同时携带多种物质，包括蛋白质、RNA、DNA和脂质。它可作为旁分泌和系统水平的细胞间通信的一种方式，在细胞间运输和交换。很明显，EV携带预组装的复杂生物信息，可在受体细胞中引起多效性反应。这些响应使得EV可以参与维持正常或疾病的生理情况，而疾病可以是癌症、神经退行性疾病、风湿性疾病和传染病。我们目前对EV在正常生理(包括生殖、胚胎发育、组织修复、骨钙化和神经系统)中的作用的理解，见Yanez-Mo及其同事的论文。

由于其生物活性物质，EV在多种领域具有天然的治疗潜力，如无细胞癌症免疫治疗和再生医学。鉴于它们的细胞间通信能力，自然来源的EV也被用于递送外源性治疗试剂，例如小分子抗炎药物(例如姜黄素)、被激活的单核细胞、大分子药物例如siRNA，和疫苗样肿瘤相关抗原，他们可在免疫系统中表达。EV上具有尚未开发且很大程度上可用的生物标志物，可用于疾病的诊断、预后和预测。

EVs极有可能是细胞间信息的载体，作为特定的药物靶向载体以及诊断和预后标志物的来源，它具有很大的前景。然而，阐明这些作用的研究可能会被EV亚型的存在所混淆，这些EV亚型具有不同的生物发生机制、细胞器起源和组成。因此，很明显，功能和诊断/治疗用途只能在已经给定来源的EV亚群的范围得到充分描述和分离，以便对组成分子进行完整分析。如果EV亚型之间确实存在功能差异，尚不清楚如果在临床环境中使用不纯样本，这可能会有什么副作用。对于生物分布和生物动力学研究，高度纯化的囊泡群是绝对必要的。

因此，要使这一领域取得进展并达到人们的期望，就必须克服纯化EV带来的同质化技术挑战，并制定准确量化EV的程序。有大量文献描述了纯化EV的方案，评估它们的纯度，以及识别缺陷。使用不同分离方法比较蛋白质和RNA的产量。通常使用的分离策略，以及近似的产量和可伸缩性，包括DC、密度梯度离心(DGC)、蔗糖缓冲离心、凝胶渗透色谱(GPC)、亲和捕获(AC)、微流体设备、合成聚合物沉淀和膜过滤。纯化(富集)EV的方法多种多样，但迄今为止，还没有一种黄金标准的方法可以让研究人员进行实验室间的比较。为了评估分离外泌体的常用方法，有人以结直肠癌细胞系LIM1863培养上清液为原料，对DC、DGC和AC程序进行了比较。采用质谱法分析蛋白质组成和无标签光谱计数来评价每种方法的有效性，AC采用外泌体表面涂有mAb的磁珠，在分离外泌体方面明显优于DC和DGC。此外，正如mAb纯化所证明的，AC方法比沉淀/离心方法更具可扩展性。显然，AC的一个主要缺点是只可以获得针对特定囊泡表面蛋白作为“诱饵”的合适单克隆抗体。

参考文献：

[1] Pin Li, et al. Progress in Exosome Isolation Techniques. Theranostics, 2017; 7(3): 789-804.

[2] Clotilde Thery.et al. Isolation and Characterization of UNIT 3.22 Exosomes from Cell Culture Supernatants and Biological Fluids. Cell Biology (2006) 3.22.1-3.22.29.

[3] Anson Ku, et al. Acoustic Enrichment of Extracellular Vesicles from Biological Fluids. Anal. Chem. 2018, 90, 8011minus;8019.

[4] Eduardo Reategui, et al. Engineered nanointerfaces for microfluidic isolation and molecular profiling of tumor-specific extracellular vesicles. NATURE COMMUNICATIONS (2018) 9:17.

[5] Yong Qin, et al. Exosome enrichment by ultracentrifugation and size exclusion chromatography. Bioscience, Landmark, 23, 865-874.

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