初識外泌體

來源：作者：人氣：-發(fā)表時間：2024-03-05 09:41:00【大中小】

一、什么是外泌體？

外泌體（Exosome）是細(xì)胞分泌的一種細(xì)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(xì)胞均能產(chǎn)生外泌體，外泌體遍布我們?nèi)恚嬖谟谘骸⒛蛞骸⒛X脊液、唾液、乳汁、精液、腹腔積液、關(guān)節(jié)滑液等生物體液中。外泌體攜帶有多種蛋白質(zhì)、脂類、DNA和RNA等重要信息，因此通過外泌體的轉(zhuǎn)移能夠?qū)崿F(xiàn)細(xì)胞間的物質(zhì)運輸和信息傳遞。

二、為什么它們受到關(guān)注，它們有什么作用？

外泌體因其在細(xì)胞生物學(xué)中的作用，以及其潛在的治療和診斷應(yīng)用而受到普遍關(guān)注。人們最初認(rèn)為，外泌體只是細(xì)胞的廢物，然而現(xiàn)在人們知道它們的功能已經(jīng)超出了清除廢物的范圍。外泌體代表了一種新的細(xì)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(fā)生發(fā)展關(guān)系，深入探索與之相關(guān)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(shè)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(guān)鍵作用，外泌體提取的好壞直接影響后續(xù)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(xì)胞外囊泡（EV）純化緩沖液套裝貨號 295-96601），可支持規(guī)模放大的細(xì)胞培養(yǎng)上清中簡易分離和純化EV。

五、外泌體有哪些應(yīng)用？

5.1診斷和預(yù)后的分子標(biāo)志物

外泌體存在于所有生物液體中，并由所有細(xì)胞分泌，因此外泌體可以作為疾病診斷的無創(chuàng)或微創(chuàng)生物標(biāo)志物，檢測包括腫瘤在內(nèi)的許多病理狀況^[4]。

一些研究表明，在外泌體中可以發(fā)現(xiàn)少量的DNA、RNA等在以在腫瘤檢測中提供診斷或預(yù)后潛力。大量研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤細(xì)胞來源的外泌體中含有大量特異性miRNA，且生化性能穩(wěn)定易于保存，可以作為胰腺癌、結(jié)直腸癌等腫瘤早期診斷的標(biāo)志物。腫瘤特異性循環(huán)外泌體miRNA已被開發(fā)為肺癌的早期診斷生物標(biāo)記。外泌體也包含來自宿主細(xì)胞的蛋白質(zhì)，因此也具有潛在的生物標(biāo)志物來源。除了miRNA、蛋白質(zhì)外，來自癌癥患者的外泌體lncRNA還被定義為新型腫瘤生物標(biāo)記物。外泌體能夠捕獲復(fù)雜的細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)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(lǐng)域中也具有重大的意義，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)外泌體對腫瘤生長的影響可體現(xiàn)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(xì)胞發(fā)展、侵襲和轉(zhuǎn)移，促進腫瘤的血管新生以及腫瘤免疫調(diào)節(jié)來影響腫瘤的發(fā)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(fā)相應(yīng)的療法。例如，腫瘤細(xì)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(xì)胞激活，故而外泌體可用于腫瘤疫苗的開發(fā)，且一些研究發(fā)現(xiàn)此類腫瘤疫苗具有很好的可行性和安全性。

據(jù)不完全統(tǒng)計，通過梳理全球近50家外泌體企業(yè)的相關(guān)業(yè)務(wù)，外泌體相關(guān)企業(yè)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(fā)（13%）、醫(yī)美修護（8%）等九個領(lǐng)域^[6]。

5.3 藥物載體

外泌體作為藥物運輸?shù)妮d體具有獨特的優(yōu)勢。其納米級尺寸、穩(wěn)定性、生物相容性、通透性、低毒性和低免疫原性等優(yōu)點，成為研究人員開發(fā)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(yīng)，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(nèi)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(jié)構(gòu)、組成與細(xì)胞膜類似，有較好的生物相容性，可以避開免疫系統(tǒng)深入組織內(nèi)部；當(dāng)采用內(nèi)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(yīng)；除此之外，某些細(xì)胞來源或經(jīng)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(jié)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(yīng)用前景^[4]。

5.4 組織修復(fù)再生和醫(yī)學(xué)修復(fù)

外泌體可作用于傷口皮膚，有效促進成纖維細(xì)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(nèi)皮細(xì)胞中多種信號通路，誘導(dǎo)血管新生。

MSC（Mesenchymal Stem Cells，間充質(zhì)干細(xì)胞）來源的外泌體可以激活損傷部位的細(xì)胞修復(fù)、募集內(nèi)源性干細(xì)胞產(chǎn)生保護或再生機制，改善局部缺氧微環(huán)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(yīng)等，對組織進行修復(fù)。值得一提的是，外泌體還開始逐漸應(yīng)用于毛發(fā)管理領(lǐng)域，幫助改善脫發(fā)問題^[7]。

5.5外泌體在醫(yī)美中的應(yīng)用

外泌體在功能性護膚和抗衰、再生修復(fù)等輕醫(yī)美項目中較為火熱，比如在減小肌齡、改善膚質(zhì)和改變膚色三大方面均有亮眼表現(xiàn)，應(yīng)用項目頗為廣泛。與玻尿酸相比，外泌體在抗衰領(lǐng)域?qū)?xì)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(yīng)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(zhì)干細(xì)胞外泌體（CExo），發(fā)現(xiàn)OExo與CExo具有相似的神經(jīng)保護作用。研究表明OExo在治療帕金森病等神經(jīng)退行性疾病具有潛力。

應(yīng)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(gòu)建ChP類器官，并評估其炎癥反應(yīng)時外泌體的生成。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)wnt通絡(luò)的激活時可上調(diào)炎癥反應(yīng)。這為治療阿爾茨海默病和缺血性中風(fēng)等神經(jīng)系統(tǒng)疾病提供新的思路。

應(yīng)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(wǎng)膜類器官（ROs），ROs在條件培養(yǎng)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(nèi)注射到大鼠的眼睛中。玻璃體內(nèi)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(wǎng)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(yīng)用有哪些局限性？

l 外泌體的提取方法金標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用；而商業(yè)化的試劑盒質(zhì)量參差不齊，往往導(dǎo)致提取物雜質(zhì)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(tǒng)的內(nèi)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(nèi)參的選擇尚沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)

l 外泌體分子標(biāo)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(zhì)、核酸等生物活性物質(zhì)，在細(xì)胞間交流中發(fā)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(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，仍需要探索外泌體鑒定的“金標(biāo)準(zhǔn)”。如何標(biāo)準(zhǔn)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(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的重點熱點，相信隨著外泌體工程和生產(chǎn)工藝的進步，外泌體治療的臨床應(yīng)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(guān)產(chǎn)品

大規(guī)模純化外泌體等細(xì)胞外囊泡的分離柱及緩沖液套裝

產(chǎn)品編號	產(chǎn)品名稱	產(chǎn)品規(guī)格	產(chǎn)品應(yīng)用
131-19491	MassivEV™ EV Purification Column PS MassivEV™細(xì)胞外囊泡（EV）純化分離柱PS	1mL	基因研究
137-19493		5mL	基因研究
295-96601	MassivEV™ Purification Buffer Set MassivEV™細(xì)胞外囊泡（EV）純化緩沖液套裝	1mL×10次用 (5mL×2次用)	基因研究

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(xì)胞培養(yǎng)上清和體液樣品中分離和純化EV

產(chǎn)品編號	產(chǎn)品名稱	產(chǎn)品規(guī)格	產(chǎn)品應(yīng)用
294-84101	MagCapture™ Exosome Isolation Kit PS Ver.2 MagCapture™外泌體提取試劑盒PS Ver.2	2 tests	基因研究
290-84103		10 tests	基因研究

外泌體ELISA檢測

產(chǎn)品編號	產(chǎn)品名稱	產(chǎn)品規(guī)格	產(chǎn)品應(yīng)用
298-80601	PS Capture™ Exosome ELISA Kit （Streptavidin HRP） PS Capture™ 外泌體ELISA試劑盒（鏈霉親和素HRP）	96T	基因研究

間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）增殖用培養(yǎng)基

產(chǎn)品編號	產(chǎn)品名稱	產(chǎn)品規(guī)格	產(chǎn)品應(yīng)用
132-19345	MSCulture™High Growth Basal Medium MSCulture™ High Growth基礎(chǔ)培養(yǎng)基	500 mL	細(xì)胞培養(yǎng)
133-19331	MSCulture™ High Growth Supplement MSCulture™High Growth添加劑	5 mL	細(xì)胞培養(yǎng)

以上MSCulture™ High Growth基礎(chǔ)培養(yǎng)基、MSCulture™ High Growth添加劑請配合一同使用

間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）EV生產(chǎn)用培養(yǎng)基

產(chǎn)品編號	產(chǎn)品名稱	產(chǎn)品規(guī)格	產(chǎn)品應(yīng)用
053-09451	Up™ EV Production Basal Medium for MSC, AF EV-Up™間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體生產(chǎn)用基礎(chǔ)培養(yǎng)基，無動物源成分	95mL	細(xì)胞培養(yǎng)
298-84001	EV-Up™MSC EV Production Supplement, AF EV-Up™間充質(zhì)干細(xì)胞外泌體生產(chǎn)用添加劑，無動物源成分	5mL（100mL用）	細(xì)胞培養(yǎng)