外泌体:分离与研究
什么是外泌体?
外泌体是30 ~ 150nm的小泡。它们存在于细胞外介质和血液、唾液、尿液等体液中。它们的目的是将脂质、蛋白质、核酸和其他大分子运输到受体细胞。最初它们被认为是“废物”，然而，现在已经确定它们在细胞间的交流中起着重要作用。
由于它们参与了包括神经退行性疾病、肝脏疾病和癌症在内的几种疾病的发展和进展，它们正受到越来越多的关注。
为了研究它们的功能，有必要优化和标准化用于分离外泌体的方法。然而，在探索不同的方法之前，有必要解释一下是什么让外泌体如此有趣……
为什么外泌体很重要?
外泌体之所以重要，主要有三个原因:
- 它们参与细胞间的交流。
- 它们被认为在蛋白质、脂质、mRNA、miRNA和DNA的扩散中起作用，这些作用与正常和病理过程有关。
- 它们被认为是药物传递的潜在载体。它们会用细胞膜而不是合成聚合物来包裹它们的治疗“货物”，这样宿主的耐受性会更好。
外泌体与癌症
越来越多的证据表明，外泌体参与了癌症的进展。它们参与炎症反应、血管生成、淋巴生成、细胞迁移、细胞增殖、免疫抑制、侵袭、上皮细胞向间质细胞转变甚至转移。它们在癌症进展中的意义使它们成为追踪和跟踪癌症的合适工具。例如，体液中外泌体数量的增加可能是疾病的一种迹象。研究似乎表明，分泌的外泌体数量与细胞的“状态”——是“正常”还是癌变——之间存在着某种关系。例如，高级别癌细胞比低级别癌细胞分泌更多的外泌体。来自癌细胞和“正常”细胞的外泌体的含量也不同。这些领域仍需要进一步探索，以更深入地了解外泌体与癌症之间的关系。
外泌体分离纯化方法
已经开发了几种方法来优化外泌体分离。
下表列出了各种可用方法的主要优点和缺点。
| 外泌体分离方法 | 机制 | 优势 | 缺点 | 例子 |
| 差速离心 |
生物流体中存在的不同颗粒被差动离心力分离。 |
这是分离细胞外囊泡(EVs)最常用的方法。 性价比高，生产规模灵活。 它从生物液体中分离微泡，凋亡体和外泌体。 |
它需要专门的仪器，如超离心和转子。 隔离效率因所使用的仪器而异。 这个多步骤的过程很耗时。 生物液在离心前需要稀释，因为它 |
N/A |
| 密度梯度离心 |
它结合了超离心和密度梯度将外泌体从不同密度的其他粒子中分离出来。 |
进一步从共沉淀中纯化细胞外囊泡，如蛋白质聚集物，凋亡体或核小体片段。 |
需要额外的清洗步骤。 不能将某些脂蛋白和病毒囊泡从细胞外囊泡中分离出来，因为它们具有相似的密度。 |
Optiprep™ |
| 超滤 |
它使用不同孔径的膜来分离ev。 |
从小体积生物流体中富集ev。 这个过程简单快捷。 |
由于膜蛋白结合或膜孔饱和，可能导致外泌体滞留。 滤过力可能导致囊泡破裂。 |
PureExo;DiagExo |
| 聚合物沉淀 |
它使用体积排除聚合物来包裹和聚合电动汽车。 |
不需要专门的仪器。 隔离过程很容易处理。 它是高通量和高效的EV隔离。
|
最后的颗粒可能含有脂蛋白。 聚合物的存在可能会影响后续的分析。 |
miRCURY;ExoQuick和Total Exosome分离试剂(Invitrogen) |
| 尺寸排除色谱(SEC) |
它是基于一列不同孔径的珠子。根据电动汽车以不同速度通过色谱柱的不同流体动力半径，对电动汽车进行分离和收集。 |
电动汽车的隔离只需一步即可完成。 颗粒的完整性和生物活性略有改变。 |
不能集中电动汽车。 在运行前需要进行优化和重新平衡，这限制了尺寸排除色谱(SEC)的效率。 |
视界qEV SEC |
| Immunoaffinity捕获 |
抗体识别ev表面表达的抗原。 |
它可用于分离总数量的ev或表达独特抗原的特定ev组。 |
它不适合大样本量。 抗原表达存在异质性。 抗体必须是可用的。 |
MACSPlex外泌体试剂盒;Exo-Flow |
| 微流体装置 |
使用不同或组合的技术，如免疫亲和、SEC和过滤，研究微尺度生物流体中存在的ev。 |
它适用于小样本量。 效率高、样品分析灵敏度高，成本低。 |
该装置的一个主要缺点是成本高。 要成为一种临床工具，还需要进一步的开发和优化。 |
im, nPLEX;NanoDLD |
结论
总而言之，目前外泌体的定义是基于它们的大小及其在细胞间通信中的意义。有人认为，它们可能是癌症的信号放大器，以及检测和治疗几种疾病的潜在工具。然而，为了更好地理解这些细胞外囊泡，研究人员必须首先“掌握”外泌体的分离和纯化。
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