初識外泌體
一、什么是外泌體？
外泌體（Exosome）是細胞分泌的一種細胞外囊泡，直徑約為30-150 納米（nm）[1]。人體中幾乎所有類型的細胞均能產生外泌體，外泌體遍布我們全身，存在于血液、尿液、腦脊液、唾液、乳汁、精液、腹腔積液、關節滑液等生物體液中。外泌體攜帶有多種蛋白質、脂類、DNA和RNA等重要信息，因此通過外泌體的轉移能夠實現細胞間的物質運輸和信息傳遞。
二、為什么它們受到關注，它們有什么作用？
外泌體因其在細胞生物學中的作用，以及其潛在的治療和診斷應用而受到普遍關注。人們最初認為，外泌體只是細胞的廢物，然而現在人們知道它們的功能已經超出了清除廢物的范圍。外泌體代表了一種新的細胞交流模式，對健康和疾病的一系列生物過程做出了貢獻[2],
了解外泌體與疾病的發生發展關系，深入探索與之相關的分子機制，將有助于疾病的診斷和治療，可為臨床治療疾病提供新靶點，設計藥物提供新思路。
三、外泌體主要研究成果時間進程[3]
四、如何獲得外泌體？
在外泌體研究中，外泌體的提取起到關鍵作用，外泌體提取的好壞直接影響后續實驗。
外泌體的獲取方法:超速離心、密度梯度離心、超濾、免疫磁珠抗體捕獲、PS親和磁珠法，多聚物沉淀法、微流控芯片法以及商用試劑盒等。
最近WAKO新推出MassivEV™ EV純化分離柱（貨號131-19491，137-19493）配合使用專用的緩沖液MassivEV™ Purification Buffer Set（MassivEV™ 細胞外囊泡（EV）純化緩沖液套裝 貨號 295-96601），可支持規模放大的細胞培養上清中簡易分離和純化EV。
五、外泌體有哪些應用？
5.1診斷和預后的分子標志物
外泌體存在于所有生物液體中，并由所有細胞分泌，因此外泌體可以作為疾病診斷的無創或微創生物標志物，檢測包括腫瘤在內的許多病理狀況[4]。
一些研究表明，在外泌體中可以發現少量的DNA、RNA等在以在腫瘤檢測中提供診斷或預后潛力。大量研究發現，腫瘤細胞來源的外泌體中含有大量特異性miRNA，且生化性能穩定易于保存，可以作為胰腺癌、結直腸癌等腫瘤早期診斷的標志物。腫瘤特異性循環外泌體miRNA已被開發為肺癌的早期診斷生物標記。外泌體也包含來自宿主細胞的蛋白質，因此也具有潛在的生物標志物來源。除了miRNA、蛋白質外，來自癌癥患者的外泌體lncRNA還被定義為新型腫瘤生物標記物。外泌體能夠捕獲復雜的細胞外和細胞內分子，用于全面的診斷檢測，外泌體上的表面蛋白也有助于它們的捕獲和富集[5]。
5.2 用于治療
外泌體在治療領域中也具有重大的意義，科學家們已經發現外泌體對腫瘤生長的影響可體現在其抗腫瘤免疫、免疫功能抑制和腫瘤免疫逃逸方面，它們可通過促進腫瘤細胞發展、侵襲和轉移，促進腫瘤的血管新生以及腫瘤免疫調節來影響腫瘤的發展，甚至可以增強腫瘤耐藥。所以，我們可以針對其特定功能開發相應的療法。例如，腫瘤細胞來源的外泌體通常包含一些腫瘤抗原，可以使抗原遞呈細胞激活，故而外泌體可用于腫瘤疫苗的開發，且一些研究發現此類腫瘤疫苗具有很好的可行性和安全性。
據不完全統計，通過梳理全球近50家外泌體企業的相關業務，外泌體相關企業主要集中布局在腫瘤（30%）、腦部疾病（16%）、肺部疾病（7%）、腎部疾病（3%）、肝臟疾病（5%）、皮膚病（5%）、以及基因治療/罕見病（13%）、疫苗開發（13%）、醫美修護（8%）等九個領域[6]。
5.3 藥物載體
外泌體作為藥物運輸的載體具有獨特的優勢。其納米級尺寸、穩定性、生物相容性、通透性、低毒性和低免疫原性等優點，成為研究人員開發藥物運輸載體的理想對象之一。外泌體的尺寸分布能夠增強滲透滯留效應，從而有選擇性地深入腫瘤組織；其外層磷脂雙分子層可以保護內容物不受各種生物酶的影響，維持各種生物分子的活性；外泌體普遍存在于各種體液和組織中，體積小，結構、組成與細胞膜類似，有較好的生物相容性，可以避開免疫系統深入組織內部；當采用內源外泌體時，能明顯降低其他藥物載體可能引起的有害免疫反應；除此之外，某些細胞來源或經特殊修飾過的外泌體具有良好的特異性，可以與特定的器官或組織結合。因此，載藥成為外泌體研究的一個重要分支，具有良好的應用前景[4]。
5.4 組織修復再生和醫學修復
外泌體可作用于傷口皮膚，有效促進成纖維細胞的增殖和遷移，促進膠原再生，進而促進皮膚傷口愈合，還可以激活內皮細胞中多種信號通路，誘導血管新生。
MSC（Mesenchymal Stem Cells，間充質干細胞）來源的外泌體可以激活損傷部位的細胞修復、募集內源性干細胞產生保護或再生機制，改善局部缺氧微環境，還可以通過增加膠原沉積、促進血管生成、減少纖維化和抑制炎癥反應等，對組織進行修復。值得一提的是，外泌體還開始逐漸應用于毛發管理領域，幫助改善脫發問題[7]。
5.5外泌體在醫美中的應用
外泌體在功能性護膚和抗衰、再生修復等輕醫美項目中較為火熱，比如在減小肌齡、改善膚質和改變膚色三大方面均有亮眼表現，應用項目頗為廣泛。與玻尿酸相比，外泌體在抗衰領域對細胞刺激和再生的效果更好，且對皮膚的損傷程度小、過程中的疼痛程度更低。相比少女針、童顏針等，外泌體似乎更親和、更安全[7]。
5.6 外泌體牽手類器官開拓新的治療思路
應用案例一[4] 文獻Cerebral-Organoid-Derived Exosomes Alleviate Oxidative Stress and Promote LMX1A-Dependent Dopaminergic Differentiation：研究比較了腦類器官外泌體（OExo）與間充質干細胞外泌體（CExo），發現OExo與CExo具有相似的神經保護作用。研究表明OExo在治療帕金森病等神經退行性疾病具有潛力。
應用案例二[4] 文獻：Inflammatory Response and Exosome Biogenesis of Choroid Plexus Organoids Derived from Human Pluripotent Stem Cells 本研究利用hiPSC在體外構建ChP類器官，并評估其炎癥反應時外泌體的生成。研究發現當wnt通絡的激活時可上調炎癥反應。這為治療阿爾茨海默病和缺血性中風等神經系統疾病提供新的思路。
應用案例三[4] 文獻：Intravitreal Administration of Retinal Organoids-Derived Exosomes Alleviates Photoreceptor Degeneration in Royal College of Surgeons Rats by Targeting the Mitogen-Activated Protein Kinase Pathway
研究人員從人hiPSC生成視網膜類器官（ROs），ROs在條件培養基中分化60天之后提取外泌體（Exo-ROs）。隨后將Exo-RO溶液玻璃體內注射到大鼠的眼睛中。玻璃體內Exo-RO給藥減少了RCS大鼠的光感受器凋亡，防止了外核層變薄，并保持了視覺功能。推測Exo-ROs可能是一種通過靶向MAPK信號通路延緩視網膜變性的潛在新策略。
類似的案例還有很多，這里就不一一列舉。
六、目前外泌體應用有哪些局限性？
l 外泌體的提取方法金標準仍然是差速離心法，但這種方法費時費力且提取效率較低，難以進行臨床推廣和應用；而商業化的試劑盒質量參差不齊，往往導致提取物雜質過多，且其售價較高
l 外泌體的定量是采用顆粒濃度定量，蛋白濃度定量，亦或是核酸濃度定量，目前仍存有爭議
l 由于傳統的內參并不適用于外泌體，在實時熒光定量PCR檢測靶分子含量時內參的選擇尚沒有統一的標準
l 外泌體分子標志物的研究還處于初級階段
l 目前外泌體研究的整個流程中成本都很高[3]
七 未來展望
外泌體富含蛋白質、核酸等生物活性物質，在細胞間交流中發揮著重要的作用，在腫瘤診斷、治療中具有重要的意義，是目前研究的熱點。
但目前對外泌體的鑒定無統一的標準，仍需要探索外泌體鑒定的“金標準”。如何標準化分離、純化和定量外泌體，仍然需要進行更多的研究與實踐。
總之，外泌體是目前生物醫學領域研究的重點熱點，相信隨著外泌體工程和生產工藝的進步，外泌體治療的臨床應用將成為可能，外泌體有望成為人類對抗疾病的新手段。
相關產品
大規模純化外泌體等細胞外囊泡的分離柱及緩沖液套裝
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產品編號
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產品名稱
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產品規格
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產品應用
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131-19491
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MassivEV™ EV Purification Column PS
MassivEV™細胞外囊泡（EV）純化分離柱PS |
1mL
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基因研究
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137-19493
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5mL
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基因研究
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295-96601
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MassivEV™ Purification Buffer Set
MassivEV™細胞外囊泡（EV）純化緩沖液套裝 |
1mL×10次用
(5mL×2次用) |
基因研究
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以上MassivEV™ EV Purification Column PS、MassivEV™ Purification Buffer Set請配合一同使用
適用于從10 mL以下的細胞培養上清和體液樣品中分離和純化EV
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產品編號
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產品名稱
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產品規格
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產品應用
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294-84101
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MagCapture™ Exosome Isolation Kit PS Ver.2
MagCapture™外泌體提取試劑盒PS Ver.2 |
2 tests
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基因研究
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290-84103
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10 tests
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基因研究
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外泌體ELISA檢測
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產品編號
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產品名稱
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產品規格
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產品應用
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298-80601
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PS Capture™ Exosome ELISA Kit （Streptavidin HRP）
PS Capture™ 外泌體ELISA試劑盒（鏈霉親和素HRP）
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96T
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基因研究
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間充質干細胞（MSC）增殖用培養基
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產品編號
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產品名稱
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產品規格
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產品應用
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132-19345
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MSCulture™High Growth Basal Medium
MSCulture™ High Growth基礎培養基 |
500 mL
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細胞培養
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133-19331
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MSCulture™ High Growth Supplement
MSCulture™High Growth添加劑 |
5 mL
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細胞培養
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以上MSCulture™ High Growth基礎培養基、MSCulture™ High Growth添加劑請配合一同使用
間充質干細胞（MSC）EV生產用培養基
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產品編號
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產品名稱
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產品規格
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產品應用
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053-09451
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Up™ EV Production Basal Medium for MSC, AF
EV-Up™間充質干細胞外泌體生產用基礎培養基，無動物源成分 |
95mL
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細胞培養
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298-84001
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EV-Up™MSC EV Production Supplement, AF
EV-Up™間充質干細胞外泌體生產用添加劑，無動物源成分 |
5mL（100mL用）
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細胞培養
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以上EV-Up™基礎培養基、EV-Up™添加劑請配合一同使用
※ 僅供實驗研究用，不可用于臨床診斷。
參考內容：
[1] Brennan, K., Martin, K., FitzGerald, S. P., Sullivan, J. O., Wu, Y., Blanco, A., Richardson, C., & Mc Gee, M. M. (2020). A comparison of methods for the isolation and separation of extracellular vesicles from protein and lipid particles in human serum | Scientific Reports. Scientific Reports, 10(1039).
[2] Isola, A., & Chen, S. (2016). Exosomes: The Messengers of Health and Disease. Current Neuropharmacology, 15(1), 157–165.
[3] 外泌體簡述
[6] 外泌體的用途—臨床應用及醫美方向
[7] 醫美新貴！一文讀懂外泌體
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